I processi vitali che si svolgono negli ecosistemi sono basati su una rete di trasformazioni chimiche che portano, da un lato, alla sintesi di materia organica (biomassa), cioè di molecole organiche con legami "ricchi" di energia (carboidrati, proteine e lipidi) a partire da composti inorganici semplici (acqua, biossido di carbonio, sali minerali), dall'altro, nella degradazione della materia organica a composti inorganici semplici con legami poveri di energia, che vengono restituiti all'ambiente per essere nuovamente utilizzati. Questo ciclo di trasformazioni deve essere alimentato da un flusso continuo di energia che ha inizio dagli organismi autotrofi come le piante verdi, in grado, attraverso la fotosintesi, di sfruttare l'energia solare per fabbricare il proprio nutrimento.