Biogeokeemilised tsüklid on koondnimetus teatud ainete tsükliliseks töötlemiseks Maa bioloogilistes, geoloogilistes ja keemilistes süsteemides elava ja eluta aine kaudu. Suhteliselt harva esinevad biogeokeemilised tsüklid ainult aatomites, mida leidub nii orgaanilistes kui ka anorgaanilistes ainetes. Kõige tavalisemad biogeokeemilised tsüklid on lämmastiku ja süsiniku tsükkel, millele järgneb hapniku ja hüdroloogiline ehk vee tsükkel.
Lämmastik ei moodusta mitte ainult 78.8 protsenti Maa atmosfäärist, vaid seda leidub ka enamiku orgaaniliste molekulide valkudes. Lämmastikutsükkel algab siis, kui teatud bakterid mullas taimede juurte lähedal ühendavad õhust saadava lämmastiku hapniku või vesinikuaatomitega, moodustades NO3, nitraadi või NH3, ammoniaagi molekulid, mida taimed seejärel absorbeerivad ja töötlevad. Taimtoidulised organismid toituvad taimedest, et saada lämmastikku, ja kõigesööjad loomad toidavad taimtoidulisi, viies lämmastiku nende kehasse. Kasutatud lämmastik vabaneb loomsetest jäätmetest, mida teatud bakterid söövad, võimaldades lämmastikul tagasi õhku paisata.
Kuigi süsinik on maailmas kõige levinumalt neljas element, on see element, mis on kõigi elusolendite aluseks. Süsinikuring koosneb süsiniku muundamisest orgaaniliseks aineks ja seejärel tagasi anorgaanilisteks molekulideks. Taimed kasutavad süsinikdioksiidi kujul oma hingamisprotsessis fotosünteesi käigus ja kudede ehitamiseks. Loomad saavad süsinikku süsivesikute kaudu, vabastades süsiniku molekulid hingates õhku. Kui taimed ja loomad surevad, vabaneb süsinik õhku, kui organismid ainet oksüdeerivad.
Hapnikutsükkel on loomade ja taimede hingamise kaudu seotud süsinikuringega. Maa atmosfääris levinuim element, hapnik on samuti enamiku orgaaniliste materjalide jaoks hädavajalik. Hapnikku eraldavad atmosfääri rohelised taimed, mis toodavad seda veest ja süsihappegaasist fotosünteesi kõrvalsaadusena. Seejärel hingavad kõik loomad seda sisse, et võimaldada nende kehal energia saamiseks kasutatavaid suhkruid töödelda. Lisaks liigub vees olev hapnik läbi veetaimede ja -loomade samamoodi nagu õhus olev hapnik läbi maismaaelu.
Viimane biogeokeemilistest tsüklitest, hüdroloogiline tsükkel, viitab vee liikumisele. Maad ringleb pidevalt üle miljardi tonni vett. See tsükkel aitab säilitada energiatasakaalu. Vesi siseneb õhku aurustumisega kõrge energiaga punktides ja tuule toimel liigub madala energiaga punktidesse, kus see vabaneb sademetega. Maale naastes ei täienda vesi mitte ainult veevarusid, mida loomad joovad, vaid imbub see pinnasesse, et taimed saaksid seda kasutada.