Um ciclo de nutrientes é importante porque recicla componentes vitais do ecossistema de volta para o meio ambiente para uso posterior. Os ciclos do carbono, nitrogênio e fósforo estão entre os mais importantes.
Durante o ciclo do carbono, as plantas removem o dióxido de carbono da atmosfera para realizar a fotossíntese. Os animais consomem plantas e devolvem dióxido de carbono à atmosfera durante a respiração. Decompositores e detritívoros também ajudam a reciclar o dióxido de carbono ao decompor a matéria orgânica morta e liberar o gás na atmosfera.
No ciclo do nitrogênio, as bactérias fixadoras de nitrogênio convertem o nitrogênio atmosférico em amônia na água e no solo. Bactérias nitrificantes usam amônia, transformando-a em nitrato e subprodutos do nitrito. Essas bactérias são essenciais para os ecossistemas porque trazem nitrogênio para o solo para uso pelas plantas. Os animais consomem as plantas e devolvem o nitrogênio ao solo por meio de excrementos e após a morte. Bactérias desnitrificantes devolvem nitrogênio à atmosfera.
O fósforo entra no solo e na água através do escoamento de rochas contendo fosfato. Da mesma forma que os ciclos do carbono e do nitrogênio, as plantas utilizam fósforo e os animais as consomem para posteriormente devolver o fósforo ao meio ambiente por meio da decomposição.
A atividade humana altera os ciclos de nutrientes, às vezes com efeitos adversos graves. O escoamento pesado de fosfato e nitrato da agricultura e esgoto adiciona muito mais nutrientes aos cursos de água do que o necessário. Essa adição de nutrientes em excesso, ou eutrofização, altera a composição de espécies dos corpos d'água e diminui a biodiversidade. A eutrofização causa proliferação maciça de algas que bloqueiam a luz do sol e roubam nutrientes dos organismos que vivem no fundo.
