Siklus air adalah proses alami di mana air bergerak di antara atmosfer, laut, dan daratan melalui penguapan, transpirasi, presipitasi, infiltrasi, dan aliran air permukaan. Proses penguapan terjadi ketika air di permukaan bumi menguap dan menjadi uap air, kemudian uap air ini naik ke atmosfer dan membentuk awan. Selanjutnya, proses presipitasi terjadi ketika uap air dalam awan kembali berubah menjadi air cair atau padat dan jatuh ke permukaan bumi sebagai hujan atau salju. Sebagian air hujan atau salju ini meresap ke dalam tanah sebagai air tanah dan mengalir ke sungai, danau, dan laut sebagai aliran air permukaan. Selain itu, sebagian air juga diambil oleh tumbuhan melalui proses transpirasi dan dilepaskan kembali ke atmosfer melalui daun tumbuhan.

Siklus karbon adalah proses di mana karbon bergerak di antara atmosfer, lautan, tumbuhan, dan tanah melalui fotosintesis, respirasi, pembakaran bahan bakar fosil, dan dekomposisi. Karbon dioksida (CO2) adalah gas yang paling penting dalam siklus karbon. Proses fotosintesis terjadi ketika tumbuhan menyerap CO2 dari atmosfer dan mengubahnya menjadi gula dan oksigen melalui sinar matahari. Oksigen dilepaskan ke atmosfer melalui proses respirasi, sementara gula digunakan sebagai sumber energi bagi tumbuhan dan hewan. Ketika tumbuhan dan hewan mati, karbon yang terkandung dalam tubuhnya akan diurai oleh bakteri dan jamur melalui proses dekomposisi. Selain itu, pembakaran bahan bakar fosil juga melepaskan CO2 ke atmosfer dan menyebabkan peningkatan konsentrasi CO2 dalam atmosfer.

Siklus nitrogen adalah proses di mana nitrogen bergerak di antara atmosfer, tanah, dan organisme hidup melalui fiksasi nitrogen, amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi. Nitrogen adalah gas yang paling melimpah di atmosfer, tetapi tidak dapat digunakan oleh tumbuhan dan hewan langsung. Proses fiksasi nitrogen terjadi ketika bakteri mengubah nitrogen di atmosfer menjadi senyawa nitrogen yang dapat digunakan oleh tumbuhan, seperti amonia (NH3) dan nitrat (NO3-). Tumbuhan kemudian menyerap senyawa nitrogen ini dari tanah dan menggunakannya untuk membangun protein. Ketika tumbuhan dan hewan mati, nitrogen yang terkandung dalam tubuhnya akan diurai oleh bakteri melalui proses amonifikasi menjadi senyawa amonia. Selanjutnya, bakteri nitrifikasi akan mengubah amonia menjadi nitrat yang dapat diserap oleh tumbuhan kembali. Proses denitrifikasi terjadi ketika bakteri mengubah nitrat kembali menjadi nitrogen gas dan melepaskannya kembali ke atmosfer.