1. 碳循环是指碳元素在自然界的循环状态，生物圈中的碳循环主要表现为绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气。
2. 生物和大气之间的循环，绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。动、植物死后，残体中的碳，通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气，大气中的二氧化碳循环一次约需20年。
3. 大气和海洋之间的交换，二氧化碳可由大气进入海水，也可由海水进入大气，这种交换发生在气和水的界面处，这两个方向流动的二氧化碳量大致相等，大气中二氧化碳量增多或减少，海洋吸收的二氧化碳量也随之增多或减少。
4. 含碳盐的形成和分解，大气中的二氧化碳溶解在雨水和地下水中成为碳酸，碳酸把石灰岩变为可溶态的重碳酸盐被河流输送到海洋中沉积成岩。在化学和物理作用下这些岩石被破坏，所含的碳又以二氧化碳的形式释放入大气中。