Abarca las transformaciones químicas de los compuestos que contienen átomos de carbono y en él participan los seres vivos y muchos fenómenos naturales como los incendios, erupciones volcánicas, etc. Es importante para la supervivencia de los seres vivos en el planeta porque de él depende la producción de materia orgánica que es el alimento fundamental de todo ser vivo, como se muestra en la Figura 2.13. Mediante la fotosíntesis, los organismos productores terrestres y acuáticos, transforman el dióxido de carbono, CO2, en moléculas orgánicas. Al ingerir los alimentos, los consumidores incorporan el carbono, C, en sus organismos y a través de la respiración liberan a la atmósfera el CO2, producto de la oxidación de las moléculas orgánicas.
Cuando los descomponedores transforman la materia orgánica muerta, también liberan CO2 a la atmósfera. Los restos orgánicos como esqueletos y conchas, se convierten en rocas carbonatadas, mientras que otros pueden quedar enterrados y con el transcurso del tiempo se transforman en carbón, petróleo y gas natural. La combustión de estos combustibles fósiles libera CO2 a la atmósfera.