1. De tweede wet van thermodynamica: Deze fundamentele wet stelt dat in elke energieoverdracht of transformatie wat energie verloren gaat als onbruikbare hitte. Dit betekent dat naarmate de energie door een ecosysteem stroomt, een deel ervan wordt afgevoerd en niet kan worden gebruikt door organismen op het volgende trofische niveau. Dit wordt vaak weergegeven als een regel van 10%, wat suggereert dat slechts ongeveer 10% van de energie van het ene trofisch niveau wordt overgebracht naar het volgende.

2. Inefficiënt verbruik en spijsvertering: Organismen consumeren niet alle beschikbare energie op hun trofische niveau. Roofdieren mogen bijvoorbeeld niet al hun prooi vangen, en herbivoren eten mogelijk niet alle delen van een plant. Bovendien wordt niet alle geconsumeerde voedsel verteerd en geassimileerd. Een aanzienlijk deel van de energie in voedsel gaat verloren als afvalproducten (bijvoorbeeld uitwerpselen).

Samenvattend: De lage snelheid van energieoverdracht binnen ecosystemen is een gevolg van zowel fundamentele fysieke wetten als biologische beperkingen. Deze inefficiëntie verklaart waarom voedselketens doorgaans een beperkt aantal trofische niveaus hebben (meestal vier of minder).