Materie volgt een cirkelvormig pad in de biosfeer omdat het voortdurend wordt gerecycled. Dit recyclingproces wordt aangedreven door de energie van de zon, die planten gebruiken om koolstofdioxide en water om te zetten in glucose en zuurstof. De glucose wordt vervolgens door planten en andere organismen gebruikt voor energie, en de zuurstof komt vrij in de atmosfeer. Wanneer planten en dieren sterven, worden hun overblijfselen afgebroken door bacteriën en schimmels, die voedingsstoffen weer in de bodem afgeven. Deze voedingsstoffen worden vervolgens door planten opgenomen en de cyclus begint opnieuw.

In de biosfeer stroomt energie daarentegen lineair. De energie van de zon komt als licht de biosfeer binnen en wordt vervolgens door planten omgezet in chemische energie. Deze chemische energie wordt vervolgens via de voedselketen doorgegeven aan andere organismen. Terwijl energie van het ene organisme naar het andere wordt overgedragen, gaat een deel ervan verloren als warmte. Dit betekent dat de hoeveelheid energie die beschikbaar is voor organismen op hogere trofische niveaus altijd kleiner is dan de hoeveelheid energie die beschikbaar is voor organismen op lagere trofische niveaus.

Het cirkelvormige pad van materie en de lineaire stroom van energie zijn essentieel voor het functioneren van de biosfeer. De circulaire route van materie zorgt ervoor dat voedingsstoffen worden gerecycled en hergebruikt, terwijl de lineaire energiestroom ervoor zorgt dat energie voortdurend beschikbaar is voor organismen voor groei en voortplanting. Zonder deze twee processen zou de biosfeer het leven niet in stand kunnen houden.