החומר המרכיב אורגניזמים חיים, נשמר וממוחזר בקרב גורמים ביוטיים, חיים, ואביוטיים, חסרי חיים, בתוך הסביבה, בתהליך הנקרא מחזור ביוגאוכימי. לארבע תרכובות או מולקולות, מים, פחמן, חנקן וגופרית, יש צורות גזיות אשר חגות במערכות האקולוגיות היבשתיות והמימיות, כמו גם באטמוספירה, דבר ההופך אותן לחלק מתהליכים ביוגאוכימיים גלובליים. עם זאת, יסודות אשר כבדים מדי להתקיים כגזים.כמו זרחן, חגים רק במערכות האקולוגיות היבשתיות והמימיות, בתהליך ביוגאוכימי מקומי. מחזורים ביוגאוכימיים מקומיים וגם גלובליים מחוברים על ידי תהליכים גיאולוגיים, כגון התרוממות לוחות טקטוניים, בליה וסחיפה של מרבצי סלעים, וניקוז מים.