Zákon o zachování hmotnosti platí také pro pohyb hmoty v živých soustavách. Při pohybu živin biosférou dochází k neustálému přenosu prvků mezi organismy a jejich prostředím prostřednictvím biogeochemických cyklů, jako je cyklus dusíku a cyklus fosforu.
Pohyb uhlíku prostřednictvím uhlíkového cyklu poskytuje dobrý příklad toho, jak se zachovává hmota v živých systémech. Zdrojem uhlíku, který se nachází v živé hmotě, je oxid uhličitý, který je ve vzduchu nebo rozpuštěný ve vodě. V suchozemském prostředí využívají rostliny oxid uhličitý ze vzduchu k výrobě sacharidů prostřednictvím fotosyntézy. Tyto sloučeniny se přesouvají k býložravcům – organismům, které se živí rostlinami – a poté k organismům, které se živí býložravci. Aby získaly energii, rozkládají organismy sacharidy buněčným dýcháním a uvolňují oxid uhličitý zpět do atmosféry. Uhlík obsažený v živočišných odpadech – a v tkáních odumřelých organismů – se rozkladem uvolňuje do životního prostředí. Část uhlíku se vrací do atmosféry jako oxid uhličitý. Část uhlíku se však ukládá pod zem. Uhlík obsažený ve fosilních palivech, jako je uhlí a ropa, pochází z rozpadlých tkání rostlin a živočichů uložených před miliony let. tento uhlík se vrací do atmosféry spalováním při spalování těchto paliv. Spalováním se také uvolňuje oxid uhličitý při spalování vegetace a při výbuchu sopek.
Uhlík se také pohybuje ve vodních ekosystémech, kde je oxid uhličitý rozpuštěný ve vodě přijímán řasami a fytoplanktonem k fotosyntéze a zpět do vody se vrací buněčným dýcháním. Uhlík uložený v usazeninách na dně z rozpadlých zbytků organismů pomáhá vytvářet minerální sloučeniny, které někteří vodní živočichové, například ústřice, zabudovávají do svých schránek.
Koloběh uhlíku ukazuje, že stejné atomy uhlíku se mohou v průběhu věků opakovaně přesouvat mezi organismy, atmosférou, půdou a oceány. Uhlík uvolněný živočichem ve formě oxidu uhličitého může zůstat v atmosféře 5 nebo 10 let, než ho přijme jiný organismus, nebo se může téměř okamžitě vrátit do sousední rostliny a být využit při fotosyntéze. Dokonce i když organismy zemřou, uhlík v jejich tkáních není zničen, i když může měnit svou formu během koloběhu v prostředí.