Bioģeoķīmiskie cikli ir kopējais nosaukums noteiktu vielu cikliskai apstrādei, izmantojot dzīvu un nedzīvu vielu Zemes bioloģiskajās, ģeoloģiskajās un ķīmiskajās sistēmās. Salīdzinoši reti bioģeoķīmiskie cikli notiek tikai atomos, kurus var atrast gan organiskās, gan neorganiskās vielās. Visizplatītākie bioģeoķīmiskie cikli ir slāpekļa un oglekļa cikls, kam seko skābekļa un hidroloģiskais jeb ūdens cikls.
Slāpeklis ne tikai veido 78.8 procentus no Zemes atmosfēras, tas ir atrodams arī olbaltumvielās lielākajā daļā organisko molekulu. Slāpekļa cikls sākas, kad noteiktas baktērijas augsnē pie augu saknēm apvieno slāpekli no gaisa ar skābekļa vai ūdeņraža atomiem, veidojot NO3, nitrāta vai NH3, amonjaka molekulas, kuras augi pēc tam absorbē un apstrādā. Zālēdāji barojas ar augiem, lai iegūtu slāpekli, un visēdāji dzīvnieki barojas ar zālēdājiem, pārvietojot slāpekli viņu ķermenī. Izmantotais slāpeklis izdalās dzīvnieku atkritumos, ko dažas baktērijas ēd, ļaujot slāpeklim izdalīties atpakaļ gaisā.
Lai gan ogleklis ir tikai ceturtais visbiežāk sastopamais elements pasaulē, tas ir elements, kas kalpo par pamatu visam dzīvajam. Oglekļa cikls sastāv no tā, ka ogleklis tiek pārveidots organiskā vielā un pēc tam atpakaļ neorganiskās molekulās. Augi izmanto oglekli oglekļa dioksīda veidā savā elpošanas procesā fotosintēzes laikā un audu veidošanai. Dzīvnieki iegūst oglekli caur ogļhidrātiem, izdalot oglekļa molekulas gaisā, kad tie elpo. Kad augi un dzīvnieki mirst, ogleklis izdalās gaisā, kad organismi oksidē vielu.
Skābekļa cikls ir saistīts ar oglekļa ciklu caur dzīvnieku un augu elpošanu. Otrs visizplatītākais elements Zemes atmosfērā, skābeklis ir būtisks arī lielākajai daļai organisko vielu. Skābekli atmosfērā izdala zaļie augi, kas to ražo no ūdens un oglekļa dioksīda kā fotosintēzes blakusprodukta. Pēc tam visi dzīvnieki to ieelpo, lai ļautu viņu ķermenim pārstrādāt cukurus, ko tie izmanto enerģijas iegūšanai. Turklāt skābeklis ūdenī tiek cirkulēts caur ūdens augiem un dzīvniekiem tāpat kā gaisā esošais skābeklis pārvietojas pa sauszemes dzīvi.
Pēdējais no bioģeoķīmiskajiem cikliem, hidroloģiskais cikls, attiecas uz ūdens kustību. Vairāk nekā miljards tonnu ūdens nepārtraukti cirkulē caur Zemi. Šis cikls palīdz uzturēt enerģijas līdzsvaru. Ūdens nonāk gaisā, iztvaikojot augstas enerģijas punktos, un vējš to pārvieto uz zemas enerģijas punktiem, kur tas izdalās ar nokrišņiem. Atgriežoties uz Zemes, ūdens ne tikai papildina ūdens krājumus, ko dzīvnieki dzer, bet arī iesūcas augsnē, lai to izmantotu augi.