Viktige grunnstoffer i biogeokjemiske kretsløp er oksygen, hydrogen, fosfor, kalsium, jern, svovel, kvikksølv og selen. Visse molekyler inngår også i kretsløp, for eksempel vann og silisium. I tillegg finnes makroskopiske sykluser som det geologiske kretsløpet, og kretsløp av syntetiske forbindelser som polyklorerte bifenyler (PCB). Geologiske reservoarer, der stoffene kan lagres i svært lange perioder, forekommer i mange av kretsløpene. Biogeokjemiske kretsløp involverer et omfattende samspill mellom mange biologiske, geologiske og kjemiske prosesser.