Biogeokemijski cikli je skupno ime za ciklično predelavo določenih snovi skozi živo in neživo snov v bioloških, geoloških in kemičnih sistemih Zemlje. Relativno redki se biogeokemični cikli pojavljajo le v atomih, ki jih najdemo tako v organskih kot v anorganskih snoveh. Najpogostejši biogeokemični cikli so cikel dušika in ogljika, sledita cikel kisika in hidrološki ali vodni cikel.
Dušik ne predstavlja le 78.8 odstotka Zemljine atmosfere, najdemo ga tudi v beljakovinah v večini organskih molekul. Dušikov cikel se začne, ko nekatere bakterije v tleh blizu korenin rastlin združijo dušik iz zraka z atomi kisika ali vodika, da tvorijo molekule NO3, nitrata ali NH3, amoniaka, ki jih rastline nato absorbirajo in predelajo. Rastlinojedi organizmi se prehranjujejo z rastlinami, da pridobijo dušik, vsejede živali pa se hranijo z rastlinojedimi in dušik prenašajo v njihova telesa. Uporabljeni dušik se sprošča v živalskih odpadkih, ki jih pojedo nekatere bakterije, kar omogoča, da se dušik sprosti nazaj v zrak.
Čeprav je ogljik šele četrti najbolj razširjen element na svetu, je element, ki služi kot osnova za vsa živa bitja. Ogljikov cikel je sestavljen iz pretvorbe ogljika v organsko snov in nato nazaj v anorganske molekule. Rastline uporabljajo ogljik v obliki ogljikovega dioksida v procesu dihanja med fotosintezo in za izgradnjo tkiva. Živali pridobivajo ogljik z ogljikovimi hidrati in pri dihanju sproščajo molekule ogljika v zrak. Ko rastline in živali umrejo, se ogljik sprosti v zrak, ko organizmi oksidirajo snov.
Cikel kisika je povezan s ciklom ogljika z dihanjem živali in rastlin. Drugi najpogostejši element v Zemljinem ozračju, kisik, je tudi bistvenega pomena za večino organskih snovi. Kisik v ozračje sproščajo zelene rastline, ki ga proizvajajo iz vode in ogljikovega dioksida kot stranskega produkta fotosinteze. Nato ga vse živali vdihnejo, da svojim telesom omogočijo predelavo sladkorjev, ki jih uporabljajo za energijo. Poleg tega kisik v vodi kroži skozi vodne rastline in živali na enak način, kot se kisik v zraku premika skozi kopensko življenje.
Zadnji od biogeokemičnih ciklov, hidrološki cikel, se nanaša na gibanje vode. Več kot milijarda ton vode nenehno kroži skozi Zemljo. Ta cikel pomaga vzdrževati energijsko ravnovesje. Voda vstopa v zrak z izhlapevanjem na visokoenergijskih točkah in jo veter premakne na točke z nizko energijo, kjer se sprošča s padavinami. Ko se vrne na Zemljo, voda ne le obnavlja zalog vode, ki jo živali pijejo, ampak se vpije v zemljo, da jo uporabljajo rastline.