Trong tự nhiên, nước luôn vận động tạo nên chu trình nước toàn cầu, không chỉ điều hòa khí hậu cho toàn hành tinh mà còn cung cấp nước cho sự phát triển của sinh giới.
Cacbon đi vào chu trình dứoi dạng CO2. Thực vật hấp thụ CO2 để tạo nên chất hữu cơ đầu tiên nhờ quang hợp. Khi sử dụng và phân hủy các hợp chất chứa cacbon, sinh vật trả lại CO2 và nước cho môi trường.
Sự gia tăng khí CO2 trong khí quyển do hoạt động của con người đang làm tăng hiệu ứng nhà kình, dẫn đến sự nâng cao mực nước đại dương.
Thực vật hấp thụ nitơ dưới dạng NO3– và NH4+, mở đầu cho chu trình nitơ. Quá trình sinh học ổng hợp NO3– đóng vai trò quan trọng nhất trong chu trình.
Phôtpho tham gia vào chu trình các chất lắng đọng dưới dạng khởi đầu là phôtphat hòa tan (PO43-). Sau khi tham gia vào chu trình, phần lớn phôtpho lắng đọng xuống đáy biển sâu, tạm thời thoát khỏi chu trình.
