ugljen ciklus opisuje skladištenje i razmjenu ugljika između Zemlje biosfera (živa materija), atmosfera (zrak), hidrosfera (voda) i geosfera (zemlja). Glavna rezervoara ugljika su atmosfera, biosfera, ocean, sedimenti i unutrašnjost Zemlje. I prirodne i ljudske aktivnosti prenose ugljik između rezervoara.
Carbon je an element koji je bitan za život kao što znamo. Živi organizmi dobivaju ugljik iz svoje okoline. Kad umru, ugljik se vraća u neživo okruženje. Međutim koncentracija ugljika u živoj tvari (18%) oko 100 puta je veća od koncentracije ugljika u zemlji (0,19%). Unos ugljika u žive organizme i povratak ugljika u neživo okruženje nisu u ravnoteži.
Drugi veliki razlog je to što ciklus ugljika igra ključnu ulogu u EU globalna klima. Iako je ciklus ugljika ogroman, ljudi su u stanju utjecati na njega i modificirati ekosustav. Ugljični dioksid koji se oslobađa izgaranjem fosilnih goriva otprilike je dvostruko veći od unosa biljaka i oceana.
Neživo okruženje uključuje tvari koje nikada nisu bile žive, kao i materijale koji sadrže ugljik koji ostaju nakon što organizmi umru. Ugljik se nalazi u neživom dijelu hidrosfere, atmosfere i geosfere kao:
Ugljik ulazi u živu tvar putem autotrofa, koji su organizmi sposobni napraviti vlastite hranjive tvari iz anorganskih materijala.
Ciklus ugljika obično se sastoji od kretanja ugljika kroz atmosferu, biosferu, ocean i geosferu, ali duboki ugljikov ciklus između plašta i kore geosfere nije tako dobro shvaćen kao drugi dijelovi. Bez pomicanja tektonskih ploča i vulkanske aktivnosti, ugljik bi s vremenom postao zarobljen u atmosferi. Znanstvenici vjeruju da je količina ugljika pohranjena u plaštu oko tisuću puta veća od količine koja se nalazi na površini.