Prawo zachowania masy odnosi się również do ruchu materii w systemach żywych. Ponieważ składniki odżywcze przemieszczają się w biosferze, elementy są stale przenoszone między organizmami i ich środowiskiem poprzez cykle biogeochemiczne, takie jak cykl azotowy i cykl fosforowy.
Przepływ węgla poprzez cykl węglowy stanowi dobry przykład tego, jak masa jest zachowywana w systemach żywych. Źródłem węgla znajdującego się w żywej materii jest dwutlenek węgla, który znajduje się w powietrzu lub jest rozpuszczony w wodzie. W środowiskach lądowych rośliny wykorzystują dwutlenek węgla z powietrza do produkcji węglowodanów w procesie fotosyntezy. Związki te przechodzą do roślinożerców – organizmów żywiących się roślinami – a następnie do organizmów żywiących się roślinożercami. Aby uzyskać energię, organizmy rozkładają węglowodany w procesie oddychania komórkowego, uwalniając dwutlenek węgla z powrotem do atmosfery. Węgiel zawarty w odpadach zwierzęcych – w tkankach martwych organizmów – jest uwalniany do środowiska w procesie rozkładu. Część węgla wraca do atmosfery jako dwutlenek węgla. Jednakże, część węgla jest magazynowana pod ziemią. Węgiel zawarty w paliwach kopalnych, takich jak węgiel i ropa naftowa, pochodzi z rozłożonych tkanek roślin i zwierząt powstałych miliony lat temu i powraca do atmosfery w wyniku spalania tych paliw. Spalanie odpowiada również za dwutlenek węgla uwalniany podczas spalania roślinności i erupcji wulkanów.
Węgiel porusza się również przez ekosystemy wodne, gdzie dwutlenek węgla rozpuszczony w wodzie jest pobierany przez algi i fitoplankton do fotosyntezy i zwracany do wody poprzez oddychanie komórkowe. Węgiel odkłada się w osadach dennych z rozpadłych szczątków organizmów pomaga tworzyć związki mineralne, które niektóre zwierzęta wodne, takie jak ostrygi, włączyć do swoich muszli.
Cyklu węglowego pokazuje, że te same atomy węgla może-na przestrzeni eonów-poruszać się wielokrotnie między organizmami, atmosfery, gleby i oceanów. Węgiel uwolniony w postaci dwutlenku węgla przez zwierzę może pozostać w atmosferze przez 5 lub 10 lat, zanim zostanie pobrany przez inny organizm, lub może niemal natychmiast wrócić do sąsiedniej rośliny i zostać wykorzystany podczas fotosyntezy. Nawet gdy organizmy umierają, węgiel w ich tkankach nie ulega zniszczeniu, choć może zmienić formę, gdy krąży w środowisku.