La significació biològica d’aquest cicle és molt important, ja que assenyala en línies generals els diversos sistemes d’aprofitament de l’energia per part de la biosfera, energia que contenen els composts més o menys reduïts de carboni, així com la utilització d’aquests com a material constitutiu dels éssers vius.
El carboni, procedent de l’anhídrid carbònic de l’aire o de l’anhídrid carbònic o bicarbonat de l’aigua, substàncies pobres en energia, entra en els éssers vius autotròfics (productors primaris) mercès a reaccions de síntesi (fotosíntesi, quimiosíntesi). La matèria orgànica així sintetitzada és oxidada en bona part pels mateixos organismes. De la resta, una part és alliberada al medi i una altra esdevé constitutiva de l’organisme sintetitzador i sol acabar essent incorporada als organismes heterotròfics (cadena alimentària). Tard o d’hora, tota és oxidada, sigui en vida dels organismes que l’han absorbida, sigui per l’activitat de bacteris, fongs, etc. (mineralitzadors), que descomponen els cadàvers, els excrements, les excretes, etc. Per tant, en últim terme, el carboni torna a forma d’anhídrid carbònic; passa a l’aire o a l’aigua, de manera que es tanca el cicle, que és bastant ràpid.
Una part de carboni pot restar, però, immobilitzada al sòl (àcids húmics) o, sobretot, als sediments de nova formació, sigui en composts orgànics, sigui en forma de carbonats (peces esquelètiques del plàncton, closques, petxines, ossos, etc.), originant roques carbonades organògenes. També en aquest cas es pot arribar a tancar el cicle (per redissolució dels carbonats, metamorfosi, vulcanisme, combustió del carbó o petroli), però és molt més lent que no el primer.