碳循环示意图碳在岩石圈中主要以碳酸盐的形式存在，总量为2.7×1016吨；在大气圈中以二氧化碳和一氧化碳的形式存在，总量有2×1012吨；在水圈中以多种形式存在；在生物库中则存在着几百种被生物合成的有机物。这些物质的存在形式受到各种因素的调节。
在大气中，二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳参与物质循环的主要形式。在生物库中，森林是碳的主要吸收者，它固定的碳相当于其他植被类型的两倍。森林又是生物库中碳的主要贮存者，贮存量大约为4.82×1011吨，相当于目前大气含碳量的2/3。
无比重要的碳循环植物通过光合作用从大气中吸收碳的速率，与通过动、植物的呼吸和微生物的分解作用将碳释放到大气中的速率大体相等，因此，大气中二氧化碳的含量在受到人类活动干扰以前是相当稳定的。
自然界碳循环的基本过程如下：大气中的二氧化碳（CO2）被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。
1.有机体和大气之间的碳循环
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，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。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。其中，大气中的二氧化碳这样循环一次约需20年。
一部分（约千分之一）动、植物残体在被分解之前即被沉积物所掩埋而成为有机沉积物。这些沉积物经过悠长的年代，在热能和压力作用下转变成矿物燃料——煤、石油和天然气等。当它们在风化过程中或作为燃料燃烧时，其中的碳氧化成为二氧化碳排入大气。其中，人类消耗大量矿物燃料对碳循环发生重大影响。
2.大气和海洋之间的二氧化碳交换
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，由于风和波浪的作用而加强。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。知识点分解作用分解作用，即有机物质经过代谢降解变成简单的有机和无机物质的过程，它由多种生物共同完成。分解过程比较复杂，大致分为三个阶段：机械作用阶段，即由于物理的和生物的作用，动植物遗体被分解成为颗粒和碎屑，即碎裂；生物异化作用阶段，即腐生生物在酶的作用下，把有机物碎屑转变成为腐殖酸和其他可溶性有机物，即从聚合体变成单体．然后腐殖酸和其他可溶性有机物缓慢分解，逐步变成生产者可以重新利用的无机物；淋溶过程，即可溶性物质被水淋洗出来，进入土壤。在自然界中，这三个过程是交叉进行、相互影响的。