Los elementos naturales de los que se compone la vida son limitados y por tanto deben ser reciclados en forma permanente o por el mismo sistema. Existen elementos traza, que son los que se requieren en mínimas cantidades, pero son indispensables para la vida (Hierro, manganeso, cobre, cinc, boro silicio, molibdeno, cloro vanadio y cobalto). Estos elementos son reciclados o reutilizados por los organismos.

El nitrógeno es indispensable para la construcción de proteínas, se deposita en la atmósfera y es transformado por bacterias y algas verdeazules. Es convertido en amoníaco, nitritos y nitratos solubles que son utilizables por las plantas o alternativamente en nitrógeno gaseoso que es utilizado por bacterias desnitrificantes. Incorporar nitrógeno al sistema requiere energía, mientras su desintegración libera energía.

El azufre enlaza el aire, el agua y la tierra. Su depósito principal son algunas formaciones rocosas y en cantidades menores en forma de gases atmosféricos. Los materiales son incorporados a las proteínas de los organismos autótrofos como sulfatos.

El dióxido de carbono y el oxígeno son especialmente importantes para entender los problemas ambientales. Estos dos elementos forman un equilibrio regulado por el intercambio entre autótrofos y heterótrofos.

El ciclo del agua (ciclo hidrológico) es uno de los más importantes. Por medio de la evaporación llega a la atmósfera, por medio de la precipitación llega a la tierra y al estado líquido. A través del proceso de escorrentía el agua desciende desde los nevados hasta el mar y por la infiltración penetra en la tierra. Igualmente, puede ser captada por los organismos para hacer parte importante del metabolismo y luego ser expulsada por la transpiración.

El ciclo de los elementos nutritivos junto con la energía solar y el ciclo del nitrógeno, constituyen los elementos básicos para la formación y el desarrollo de los diferentes organismos. La concentración de nutrientes en el suelo y el agua es muy pequeña. Este ciclo es importante para entender la fertilidad de los suelos y su adaptabilidad a la agricultura. El ciclo cambia entre los climas templados (suelo) y ecuatoriales (biomasa). Para la renovación de los elementos nutritivos están principalmente las bacterias y hongos.