Loven om bevarelse af masse gælder også for materiens bevægelse i levende systemer. Når næringsstoffer bevæger sig gennem biosfæren, overføres elementer løbende mellem organismer og deres omgivelser gennem biogeokemiske kredsløb, såsom kvælstofkredsløbet og fosforkredsløbet.
Bevægelsen af kulstof gennem kulstofkredsløbet giver et godt eksempel på, hvordan masse bevares i levende systemer. Kilden til det kulstof, der findes i levende stof, er kuldioxid, der findes i luften eller er opløst i vand. I terrestriske miljøer bruger planter kuldioxid fra luften til at fremstille kulhydrater gennem fotosyntese. Disse forbindelser overføres til planteædere – organismer, der spiser planter – og derefter til organismer, der spiser planteædere. For at få energi nedbryder organismerne kulhydrater gennem celleånding, hvorved kuldioxid frigives tilbage til atmosfæren. Kulstoffet i animalsk affald – og i vævet fra døde organismer – frigives til miljøet gennem nedbrydning. Noget kulstof vender tilbage til atmosfæren som kuldioxid. Noget kulstof lagres imidlertid under jorden. Kulstoffet i fossile brændstoffer, f.eks. kul og olie, stammer fra forrådnet væv fra planter og dyr, der er aflejret for millioner af år siden, og det vender tilbage til atmosfæren ved forbrænding, når disse brændstoffer bliver brændt. Forbrænding er også skyld i den kuldioxid, der frigives, når vegetation brændes, og når vulkaner går i udbrud.
Kulstof bevæger sig også gennem akvatiske økosystemer, hvor kuldioxid opløst i vand optages af alger og fytoplankton til fotosyntese og returneres til vandet gennem celleånding. Kulstof, der aflejres i bundsedimenterne fra de rådnede rester af organismer, er med til at danne mineralforbindelser, som nogle vanddyr, f.eks. østers, inkorporerer i deres skaller.
Kulstofkredsløbet viser, at de samme kulstofatomer kan – i løbet af æoner – bevæge sig gentagne gange mellem organismer, atmosfæren, jorden og havene. Kulstof, der frigives som kuldioxid af et dyr, kan forblive i atmosfæren i 5 eller 10 år, før det bliver optaget af en anden organisme, eller kulstoffet kan næsten øjeblikkeligt gå tilbage i en naboplante og blive brugt under fotosyntesen. Selv når organismer dør, ødelægges kulstoffet i deres væv ikke, selv om det kan ændre form, mens det cirkulerer gennem miljøet.