Un cycle des nutriments est important car il recycle les composants vitaux de l'écosystème dans l'environnement pour une utilisation ultérieure. Les cycles du carbone, de l'azote et du phosphore sont parmi les plus importants.
Au cours du cycle du carbone, les plantes éliminent le dioxyde de carbone de l'atmosphère pour effectuer la photosynthèse. Les animaux consomment des plantes et renvoient du dioxyde de carbone dans l'atmosphère pendant la respiration. Les décomposeurs et les détritivores aident également à recycler le dioxyde de carbone lorsqu'ils décomposent la matière organique morte et libèrent le gaz dans l'atmosphère.
Dans le cycle de l'azote, les bactéries fixatrices d'azote convertissent l'azote atmosphérique en ammoniac dans l'eau et le sol. Les bactéries nitrifiantes utilisent l'ammoniac, le transformant en sous-produits de nitrate et de nitrite. Ces bactéries sont essentielles aux écosystèmes car elles apportent de l'azote dans le sol pour être utilisé par les plantes. Les animaux consomment les plantes et restituent l'azote au sol par les excréments et à leur mort. Les bactéries dénitrifiantes renvoient l'azote dans l'atmosphère.
Le phosphore pénètre dans le sol et l'eau via le ruissellement des roches contenant du phosphate. De la même manière que pour les cycles du carbone et de l'azote, les plantes utilisent le phosphore et les animaux consomment les plantes pour ensuite restituer le phosphore dans l'environnement par décomposition.
L'activité humaine modifie les cycles des nutriments, parfois avec des effets indésirables graves. Les eaux de ruissellement riches en phosphates et en nitrates provenant de l'agriculture et des eaux usées ajoutent beaucoup plus de nutriments aux cours d'eau que nécessaire. Cet ajout de nutriments en excès, ou eutrophisation, modifie la composition spécifique des plans d'eau et diminue la biodiversité. L'eutrophisation provoque des proliférations d'algues massives qui bloquent la lumière du soleil et volent les nutriments des organismes des fonds marins.
