Węgiel jest przechowywany w biosferze w żywych lub niedawno zmarłych roślinach, zwierzętach i mikroorganizmach w oceanie i na lądzie. Lasy zawierają 86 procent węgla z planety na powierzchni ziemi. Ta biomasa jest uwalniana do obiegu węgla poprzez naturalny rozkład i oddychanie.
Węgiel zmagazynowany w biosferze dostaje się tam poprzez fotosyntezę w zielonych roślinach. Proces fotosyntezy obejmuje usuwanie dwutlenku węgla z atmosfery. Po wyprodukowaniu żywności rośliny uwalniają tlen z powrotem do powietrza.
Zwierzęta otrzymują węgiel, gdy jedzą rośliny, a następnie uwalniają dwutlenek węgla do atmosfery po wydechu. Kiedy zwierzęta i rośliny umierają, ich węgiel zamienia się w paliwa kopalne po milionach lat w postaci węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego. Spalanie tych węglowodorów w elektrowniach i samochodach uwalnia więcej węgla do powietrza i przyczynia się do globalnego ocieplenia.
Cykl węglowy obejmuje również dwutlenek węgla rozpuszczony w wodzie, węglan w skałach osadowych, takich jak wapień i metan w atmosferze. Żywioł przenika przez atmosferę do roślin, a następnie do skał i wody, zanim wróci do atmosfery. Węgiel nie jest jednym z najobfitszych pierwiastków na Ziemi, ale konieczne jest, aby całe życie istniało.