Materia följer en cirkulär väg i biosfären eftersom den ständigt återvinns. Denna återvinningsprocess drivs av solens energi, som växter använder för att omvandla koldioxid och vatten till glukos och syre. Glukosen används sedan av växter och andra organismer för energi, och syret släpps ut i atmosfären. När växter och djur dör bryts deras kvarlevor ner av bakterier och svampar som släpper ut näring tillbaka i jorden. Dessa näringsämnen tas sedan upp av växter, och cykeln börjar igen.

Däremot flödar energi på ett linjärt sätt i biosfären. Solens energi kommer in i biosfären som ljus, och den omvandlas sedan till kemisk energi av växter. Denna kemiska energi förs sedan vidare till andra organismer genom näringskedjan. När energi överförs från en organism till en annan går en del av den förlorad som värme. Detta betyder att mängden energi som är tillgänglig för organismer på högre trofiska nivåer alltid är mindre än mängden energi tillgänglig för organismer på lägre trofiska nivåer.

Materiens cirkulära väg och det linjära energiflödet är väsentliga för biosfärens funktion. Materiens cirkulära väg säkerställer att näringsämnen återvinns och återanvänds, medan det linjära energiflödet säkerställer att energi ständigt är tillgänglig för organismer för tillväxt och reproduktion. Utan dessa två processer skulle biosfären inte kunna upprätthålla liv.