Der ökologische Stoff- und Energiekreislauf stellt die Nahrungs- und Energiekette der belebten Natur dar. Alle Lebewesen brauchen für ihre Lebensprozesse Energie. Diese generieren sie aus der Nahrung unter Beihilfe weiterer Stoffe, insbesondere Luft und Wasser.
Den Beginn des Nahrungs- und Energiekreislaufes bilden grüne Pflanzen. Sie sind als einzige in der Lage aus Sonnenlicht und totem anorganischen Material lebendiges organisches Material aufzubauen. Sie werden daher als Produzenten bezeichnet.
Grüne Pflanzen werden von Tieren gefressen. Manche Tiere wiederum von Tieren. Da Pflanzen-, Alles- und Fleischfresser direkt oder indirekt Pflanzen verwerten, werden sie als Konzumenten bezeichnet.
Jedes Lebewesen bildet während seines Lebens totes organisches Material. Es entsteht entweder durch den Tod selbst, als auch durch den Verlust einzelner Körperbestandteile wie z.B. Haare, Klauen und Nägel, Kot, abgestorbene Zellen, abgefallene Blätter u.v.m.. Das tote organischer Material wird von den sogenannten Destruenten verwertet. Typische Vertreter dieser sind Bakterien und Pilze, aber auch Regenwürmer und Insekten wie z.B. Ameisen, Läuse und Milben. Als Resteverwerter scheiden sie totes anorganisches Material aus, welches wiederum die Nahrungsgrundlage der grünen Pflanzen, also der Produzenten darstellt.
Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel, sind also keine Lebewesen. Sie sind am beschriebenen Stoff- und Energiekreislauf nicht beteiligt.
Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff stellen in diesem Kreislauf das Gros umgesetzter Elemente dar. Grundsätzlich spielen jedoch alle bekannten chemischen Elemente eine Rolle. Selbst mengenmäßig unbedeutende Stoffe, wie z.B. Phosphor, können für einzelne Arten der entscheidende Faktor, und damit ganzer Ökosysteme, sein. Jeder dieser Stoffe hat hierbei seinen eigenen Kreislauf. Alle bekannten biochemischen Prozesse, z.B. Photosynthese, Atmung, Fäulnis und Gärung, Oxydation und Reduktion, sind in diesem Kreislauf wirksam.
Der ökologische Stoff- und Energiekreislauf benötigt ständige Energiezufehr von außen, ohne diese würde er in Kürze zum Erliegen kommen bzw. wäre gar nicht erst entstanden. Die Energiequelle ist hier die Sonne, welche das UV-Licht für die Photosysnthese liefert. Das tote anorganische Material, welches von den grünen Pflanzen verwertet wird, stammt nicht nur von den Destruenten, sondern auch aus aus der Erde selbst, z.B. in Form aus Mineralien verwitterter Gesteine.
Nahezu alle Stoffe, die in einem Ökosystem zu finden sind, werden von Lebewesen genutzt. Verschwindet aus einem Ökosystem auch nur eine Art, bleiben manche Soffe ungenutzt. In solch einem Fall versuchen entweder Lebewesen der geichen Art wieder in das Ökosystem einzuwandern oder andere Arten übernehmen die Verwertung dieser Stoffe. In jedem Fall findet zeitweise ein Verlust an Stoffen statt.
Ein Teil des anfallenden toten organischen und anorganischen Materials findet keine Verwertung innerhalb des Kreislaufs, da es durch geographische Prozesse an für Lebewesen unerreichbare Orte gelangt. Dies sind z.B. Senken im Meer. Erst in geologischen Zeiträumen kommt dieses Material wieder in den ökologischen Stoff- und Energiekreislauf zurück. Dies zeigt, dass der ökolgische Stoff- und Energiekreislauf in größere Kreisläufe eingebettet ist.
