Kohlenstoff wird in der Biosphäre in lebenden oder kürzlich abgestorbenen Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen im Meer und an Land gespeichert. Wälder enthalten 86 % des Kohlenstoffs des Planeten über dem Boden. Diese Biomasse wird durch natürliche Zersetzung und Atmung in den Kohlenstoffkreislauf freigesetzt.
Kohlenstoff, der in der Biosphäre gespeichert ist, gelangt durch Photosynthese in grüne Pflanzen dorthin. Der Prozess der Photosynthese beinhaltet die Entfernung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Nach der Nahrungsproduktion geben Pflanzen Sauerstoff wieder an die Luft ab.
Tiere erhalten Kohlenstoff, wenn sie Pflanzen fressen, und geben dann beim Ausatmen Kohlendioxid an die Atmosphäre ab. Wenn Tiere und Pflanzen sterben, wird ihr Kohlenstoff nach Millionen von Jahren in Form von Kohle, Öl und Erdgas zu fossilen Brennstoffen. Die Verbrennung dieser Kohlenwasserstoffe in Kraftwerken und Autos setzt mehr Kohlenstoff in die Luft frei und trägt zur globalen Erwärmung bei.
Der Kohlenstoffkreislauf umfasst auch in Wasser gelöstes Kohlendioxid, Karbonat in Sedimentgesteinen wie Kalkstein und Methan in der Atmosphäre. Das Element recycelt durch die Atmosphäre, hinunter zu Pflanzen, dann zu Gesteinen und Wasser, bevor es wieder in die Luft gelangt. Kohlenstoff ist nicht eines der am häufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde, aber es ist notwendig für die Existenz allen Lebens.