De karbon syklus beskriver lagring og utveksling av karbon mellom jordas biosfæren (levende materie), stemning (luft), hydrosfære (vann) og geosfære (jord). De viktigste karbonreservoarene er atmosfæren, biosfæren, havet, sedimentene og jordens indre. Både naturlige og menneskelige aktiviteter overfører karbon mellom reservoarene.
Karbon er en element som er essensielt for livet som vi kjenner det. Levende organismer henter karbon fra omgivelsene. Når de dør, returneres karbon til det ikke-levende miljøet. Imidlertid konsentrasjon av karbon i levende stoff (18%) er omtrent 100 ganger høyere enn konsentrasjonen av karbon i jorden (0,19%). Opptaket av karbon i levende organismer og tilbakeføring av karbon til det ikke-levende miljøet er ikke i balanse.
Den andre store grunnen er at karbonsyklusen spiller en nøkkelrolle i globalt klima. Selv om karbonsyklusen er enorm, er mennesker i stand til å utføre den og endre økosystemet. Karbondioksid frigitt ved forbrenning av fossilt brensel er omtrent det dobbelte av nettopptaket fra planter og havet.
Det ikke-levende miljøet inkluderer stoffer som aldri var i live, samt karbonholdige materialer som blir igjen etter at organismer dør. Karbon finnes i den ikke-levende delen av hydrosfæren, atmosfæren og geosfæren som:
Karbon kommer inn i levende materiale gjennom autotrofer, som er organismer som er i stand til å lage sine egne næringsstoffer fra uorganiske materialer.
Karbonsyklusen består generelt av karbonbevegelse gjennom atmosfæren, biosfærer, hav og geosfære, men den dype karbonsyklusen mellom mantelen og jordskorpen i geosfæren er ikke så godt forstått som den andre deler. Uten bevegelse av tektoniske plater og vulkansk aktivitet, ville karbon til slutt bli fanget i atmosfæren. Forskere mener at mengden karbon som er lagret i mantelen er omtrent tusen ganger større enn mengden som finnes på overflaten.