Biosfæren er i praksis et lukket system med hensyn til materie, det vil si at jorden hverken mister eller mottar materie fra verdensrommet av noen betydning. Næringsstoffer som vann, karbon, nitrogen og fosfor går i kretsløp kalt biogeokjemiske sykluser. Når det gjelder energi, er biosfæren et åpent system, der fotosyntese omskaper solenergi til næringsstoffer for planter og andre organismer. Når en organisme spiser en annen overføres kjemisk energi lagret i biomasse, fra ett nivå i næringskjeden til det neste, for eksempel ved at en plante blir spist av en hare, som igjen blir spist av en rev. Bare en liten del av den tilgjengelige energien overføres til neste nivå, vanligvis omtrent . Energi overføres da til andre former, som termisk energi, samtidig som ny energi kontinuerlig tilføres fra solen.