De kol cykel beskriver lagring och utbyte av kol mellan jordens biosfär (levande materia), atmosfär (luft), hydrosfär (vatten) och geosfär (jord). De viktigaste behållarna med kol är atmosfären, biosfären, havet, sediment och jordens inre. Både naturliga och mänskliga aktiviteter överför kol mellan behållarna.
Kol är en element som är viktigt för livet som vi vet det. Levande organismer erhåller kol från sin miljö. När de dör återförs kol till den icke-levande miljön. Men koncentration kol i levande ämnen (18%) är cirka 100 gånger högre än koncentrationen av kol i jorden (0,19%). Upptag av kol i levande organismer och återföring av kol till den icke-levande miljön är inte i balans.
Den andra stora anledningen är att kolcykeln spelar en nyckelroll i globalt klimat. Även om kolcykeln är enorm, kan människor göra det och ändra ekosystemet. Koldioxid som frigörs genom förbränning av fossilt bränsle är ungefär dubbelt nettoupptag från växter och hav.
Den icke-levande miljön inkluderar ämnen som aldrig levde samt kolbärande material som finns kvar efter att organismer dör. Kol finns i den icke-levande delen av hydrosfären, atmosfären och geosfären som:
Kol kommer in i levande material genom autotrofer, som är organismer som kan göra sina egna näringsämnen från oorganiska material.
Kolcykeln består i allmänhet av kolrörelse genom atmosfären, biosfärer, havet och geosfären, men den djupa kolcykeln mellan manteln och jordskorpan i geosfären är inte lika väl förstått som den andra delar. Utan rörelse av tektoniska plattor och vulkanisk aktivitet skulle kol så småningom fastna i atmosfären. Forskare tror att mängden kol som lagras i manteln är ungefär tusen gånger större än den mängd som finns på ytan.