物质循环是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。
生态系统中的物质循环可以用库和流通两个概念来加以概括。
库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中的一定数量的某种化合物所构成的。
对于某一种元素而言，存在一个或多个主要的蓄库。
在库里，该元素的数量远远超过正常结合在生命系统中的数量，并且通常只能缓慢地将该元素从蓄库中放出。
物质在生态系统中的循环实际上是在库与库之间彼此流通的。
在单位时间或单位体积的转移量就称为流通量。
物质循环，又称生态系统的物质循环，指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。
生态系统的物质循环，就其本质而言又称地球生物化学循环。所谓生物地球化学循环，即是指地球上的各种化学元素和营养物质在自然动力和生命动力的作用下，在不同层次的生态系统内，乃至整个生物圈里，沿特定的途径从环境到生物体，再从生物体到环境，周而复始地不断进行流动的过程。
由于循环物质涉及的范围不同，生物地球、化学循环既包括地质大循环又包括生物小循环两个密切联系、相辅相成的过程。地质大循环是指物质或元素经生物体的吸收作用，从环境进入生物有机体内，然后生物有机体以死体、残体或排泄物形式将物质或元素返回环境，进而加入五大自然圈的循环。五大自然圈是指大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈。
地质大循环的特点是物质循环历时长、范围广，而且呈闭合式循环。例如，整个大气圈中的CO2通过地质大循环，约需300年循环一次；O2约需2000年循环一次；水圈中的水(包括占地球表面积71％的海洋)，通过生物圈生物的吸收、排泄、蒸发、蒸腾，约需200万年循环一次；至于由岩石土壤风化出来的矿物元素，通过地质大循环循环一次则需要更长的时间，有的长达几亿年。
