자연계에서의 탄소화합물의 순환. 탄소는 생체를 구성하는 중심적 원소이며, 유기화합물의 핵심을 이루는 물질이다.

대기 중의 이산화탄소 농도가 대략 0.03%로 일정한 값을 유지하고 있는 것은 자연계에서 끊임없이 탄소화합물이 형태를 바꾸면서 순환하기 때문이다.

대기 속의 이산화탄소는 광합성(光合成) 또는 화학합성에 의해 독립영양생물(獨立營養生物)의 체내에서 동화(同化)되어 당류 · 단백질 · 지방 등의 유기화합물로 바뀌는데, 독립영양생물이 1년간에 생산하는 유기물은 탄소로 환산하면 약 800억t으로 추정되고 있다.

이렇게 만들어진 유기물의 일부는 생물 자체의 호흡에 쓰이며, 그 결과 생긴 이산화탄소는 다시 대기 속으로 되돌아간다.

또한 식물체는 동물의 먹이로서 이용되어 동물의 구성성분이 되는데, 동물의 배출물이나 동식물의 유체(遺體)의 유기물(有機物)은 미생물에 의해 분해되어 이산화탄소가 되어 대기 중에 되돌려진다.

생물에 의해 잘 분해되지 않는 유기물과 석탄 · 석유와 같이 탄화(炭化)한 탄소화합물은 연료로 사용되어 대기 중의 이산화탄소가 되어 방출된다.

이와 같이, 탄소는 대기 중에서 생물체에 섭취되고, 다시 생물 사이를 먹이연쇄를 통해 순환하며, 마지막으로 대기 중에 환원되는 과정을 되풀이하고 있기 때문에, 대기 중의 이산화탄소 농도는 대략 일정한 상태를 유지하게 된다.

이 현상을 탄소평형(炭素平衡)이라 하는데, 최근 석유 등의 소비가 증가함에 따라 대기 중의 이산화탄소 농도가 증대, 그 평형이 깨어지고 있다.