Uzturvielu pārvietošanās ir viens no vissvarīgākajiem procesiem, kas notiek ekosistēmā. Uzturvielu cikls apraksta uzturvielu izmantošanu, pārvietošanos un pārstrādi vidē. Tādus vērtīgus elementus kā oglekļa, skābeklis, ūdeņradis, fosfors, un slāpeklis ir būtisks dzīvībai un ir jāpārstrādā, lai organismi varētu pastāvēt. Uzturvielu cikli ietver abus dzīvo un neelektriski komponenti, un tie ietver bioloģiskos, ģeoloģiskos un ķīmiskos procesus. Šī iemesla dēļ šīs barības ķēdes ir zināmas kā bioģeoķīmiskie cikli.
Bioģeoķīmiskos ciklus var iedalīt divos galvenajos veidos: globālie cikli un vietējie cikli. Tādus elementus kā ogleklis, slāpeklis, skābeklis un ūdeņradis pārstrādā abiotiskā vidē, ieskaitot atmosfēra, ūdens un augsne. Tā kā atmosfēra ir galvenā abiotiskā vide, no kuras šie elementi tiek iegūti, to cikliem ir globāls raksturs. Šie elementi var pārvietoties lielos attālumos, pirms tos uzņem bioloģiskie organismi. Augsne ir galvenā abiotiskā vide tādu elementu kā fosfors, kalcijs un kālijs pārstrādei. Parasti viņu pārvietošanās notiek pāri vietējam reģionam.
Ogleklis ir būtisks visu dzīvi, jo tas ir galvenā dzīvo organismu sastāvdaļa. Tas kalpo kā mugurkaula sastāvdaļa visiem organiskie polimēri, ieskaitot ogļhidrāti, olbaltumvielas, un lipīdi. Oglekļa savienojumi, piemēram, oglekļa dioksīds (CO2) un metāns (CH4), cirkulē atmosfērā un ietekmē globālo klimatu. Ogleklis tiek cirkulēts starp dzīviem un nedzīvojošiem ekosistēmas komponentiem galvenokārt fotosintēzes un elpošanas procesos. Augi un citi fotosintētiskie organismi iegūst CO2 no savas vides un izmanto to bioloģisko materiālu veidošanai. Augi, dzīvnieki un sadalītāji (baktērijas un sēnītes) elpojot, atgriezt CO2 atmosfērā. Oglekļa kustība caur vides biotiskajiem komponentiem ir pazīstama kā ātrs oglekļa cikls. Oglekļa pārvietošanai cauri cikla biotiskajiem elementiem ir nepieciešams daudz mazāk laika, nekā tas vajadzīgs, lai pārvietotos pa abiotiskajiem elementiem. Oglekļa pārvietošanās caur abiotiskiem elementiem, piemēram, klintīm, augsni un okeāniem, var aizņemt pat 200 miljonus gadu. Tādējādi šī oglekļa aprite ir pazīstama kā lēnais oglekļa cikls.
Līdzīgi kā ogleklis, slāpeklis ir nepieciešama bioloģisko molekulu sastāvdaļa. Dažas no šīm molekulām ietver aminoskābes un nukleīnskābes. Lai arī atmosfērā ir daudz slāpekļa (N2), vairums dzīvo organismu nevar izmantot slāpekli organisko savienojumu sintezēšanai. Atmosfēras slāpeklis vispirms jānostiprina vai jāpārveido par amonjaku (NH3) noteiktām baktērijām.
Skābeklis ir elements, kas ir būtisks bioloģiskajiem organismiem. Lielāko daļu atmosfēras skābekļa (O2) iegūst no fotosintēze. Augi un citi fotosintētiskie organismi glikozes un O2 ražošanai izmanto CO2, ūdeni un gaismas enerģiju. Glikozi izmanto organisko molekulu sintezēšanai, bet O2 izdalās atmosfērā. Skābeklis tiek izvadīts no atmosfēras sadalīšanās procesu un dzīvu organismu elpošanas ceļā.
Fosfors ir tādu bioloģisko molekulu sastāvdaļa kā RNS, DNS, fosfolipīdiun adenozīna trifosfāts (ATP). ATP ir molekula ar augstu enerģētisko vērtību, kas rodas šūnu elpošana un fermentācija. Fosfora ciklā fosfors tiek cirkulēts galvenokārt caur augsni, iežiem, ūdeni un dzīviem organismiem. Fosfors organiski atrodams fosfāta jona (PO43-) veidā. Fosfors tiek pievienots augsnei un ūdenim, notecējot fosfātus saturošu iežu atmosfēras iedarbībai. PO43- augi absorbē no augsnes, un patērētāji to iegūst, patērējot augus un citus dzīvniekus. Fosfāti tiek sadalīti atpakaļ augsnē. Fosfāti var iesprūst arī nogulumos ūdens vidē. Šie fosfātus saturošie nogulumi laika gaitā veido jaunus iežus.