La materia segue un percorso circolare nella biosfera perché viene costantemente riciclata. Questo processo di riciclaggio è guidato dall'energia solare, che le piante utilizzano per convertire l'anidride carbonica e l'acqua in glucosio e ossigeno. Il glucosio viene quindi utilizzato dalle piante e da altri organismi per produrre energia e l'ossigeno viene rilasciato nell'atmosfera. Quando piante e animali muoiono, i loro resti vengono decomposti da batteri e funghi, che rilasciano sostanze nutritive nel terreno. Questi nutrienti vengono poi assorbiti dalle piante e il ciclo ricomincia.

Al contrario, l'energia scorre in modo lineare nella biosfera. L'energia del sole entra nella biosfera sotto forma di luce e viene poi convertita in energia chimica dalle piante. Questa energia chimica viene poi trasmessa ad altri organismi attraverso la catena alimentare. Quando l’energia viene trasferita da un organismo all’altro, parte di essa viene persa sotto forma di calore. Ciò significa che la quantità di energia disponibile per gli organismi ai livelli trofici più elevati è sempre inferiore alla quantità di energia disponibile per gli organismi ai livelli trofici inferiori.

Il percorso circolare della materia e il flusso lineare dell'energia sono essenziali per il funzionamento della biosfera. Il percorso circolare della materia garantisce che i nutrienti vengano riciclati e riutilizzati, mentre il flusso lineare di energia garantisce che l’energia sia costantemente disponibile agli organismi per la crescita e la riproduzione. Senza questi due processi, la biosfera non sarebbe in grado di sostenere la vita.