A lei da conservação da massa também se aplica ao movimento da matéria através de sistemas vivos. À medida que os nutrientes se movimentam através da biosfera, os elementos são continuamente transferidos entre os organismos e seu ambiente através de ciclos biogeoquímicos, tais como o ciclo do nitrogênio e o ciclo do fósforo.
O movimento do carbono através do ciclo do carbono fornece um bom exemplo de como a massa é conservada nos sistemas vivos. A fonte do carbono encontrado na matéria viva é o dióxido de carbono que está no ar ou dissolvido na água. Em ambientes terrestres, as plantas utilizam o dióxido de carbono do ar para fazer carboidratos através da fotossíntese. Estes compostos movem-se para os herbívoros – organismos que comem plantas – e depois para os organismos que comem os herbívoros. Para ganhar energia, os organismos decompõem os carboidratos através da respiração celular, libertando dióxido de carbono de volta para a atmosfera. O carbono nos resíduos animais – e nos tecidos dos organismos mortos – é libertado no ambiente através da decomposição. Algum carbono retorna para a atmosfera como dióxido de carbono. No entanto, algum carbono é armazenado no subsolo. O carbono nos combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo, deriva dos tecidos deteriorados de plantas e animais depositados há milhões de anos. A combustão também contabiliza o dióxido de carbono liberado quando a vegetação é queimada e quando os vulcões irrompem.
O carbono também se move através dos ecossistemas aquáticos, onde o dióxido de carbono dissolvido na água é absorvido por algas e fitoplâncton para fotossíntese e retornado à água através da respiração celular. O carbono depositado nos sedimentos do fundo dos restos decadentes dos organismos ajuda a formar compostos minerais que alguns animais aquáticos, como as ostras, incorporam nas suas conchas.
O ciclo do carbono mostra que os mesmos átomos de carbono podem – ao longo do curso dos eon – mover-se repetidamente entre os organismos, a atmosfera, o solo e os oceanos. O carbono liberado como dióxido de carbono por um animal pode permanecer na atmosfera por 5 ou 10 anos antes de ser absorvido por outro organismo, ou o carbono pode circular quase imediatamente de volta para uma planta vizinha e ser usado durante a fotossíntese. Mesmo quando os organismos morrem, o carbono nos seus tecidos não é destruído, embora possa mudar de forma à medida que circula através do ambiente.