En el ciclo del nitrógeno, el nitrógeno atmosférico pasa a nitratos mediante principalmente a las cianobacterias. Posteriormente entran en juego los seres vivos más complejos, concretamente las plantas, fijando los nitratos en su estructura mediante bacterias en las raíces y después pasando a amoniaco y amonio, con los procesos de excreción. Los nitratos finalmente vuelven a pasar a la atmósfera mediante la desnitrificaión. El ser humano ha complicado este ciclo mediante dos nuevos procesos, la fijación directa del nitrógeno a amoniaco para la creación de abonos o de amoniaco y la incorporación a la atmósfera de óxidos nitrosos mediante la combustión industrial.

El ciclo del dióxido de carbono es el más complejo, Si partimos del dióxido de carbono atmosférico, existen dos métodos principales de fijación de carbono, el más importante por cantidad utiliza de mediador la hidrosfera, el CO2 pasa a disolverse en agua, y es fijada a las rocas carbonatadas (caliza por ejemplo) o por los corales subacuáticos. El otro método que no utiliza el agua es la fijación del carbono mediante la fotosíntesis. Una vez en los seres vivos, la transformación a CO2 puede ser directa mediante la respiración o indirecta mediante la intervención de los descomponedores de materia viva que también respiran o si se convierten en combustibles sólidos vuelven a CO2 mediante la combustión. Otro incorporador de dióxido de carbono que no ha de olvidarse es el vulcanismo.

El ciclo más conocido de todos es el ciclo del agua, si partimos del agua líquida en los océanos por ejemplo, mediante el calor del Sol, se evapora y se incorpora a la atmósfera, cuando llega a la saturación por cambio de temperatura, se forman las nubes que finalmente la precipitan bien en forma líquida (lluvia) o bien en forma sólida (nieve o granizo). Esta agua vuelve al mar superficialmente o de forma subterránea, cerrándose el ciclo. Otros aportes de vapor de agua en la atmósfera se deben a la transpiración de los seres vivos o por el vulcanismo, que también contiene agua.

En cuanto a la dinámica atmosférica, nos centraremos en la capa más densa y cercana a la superficie, la troposfera. El motor último de la circulación atmosférica es el Sol, y la diferencia de insolación que recibe según qué partes de la atmósfera terrestre, esto causa diferencias de temperaturas entre las masas de aire. El gas más caliente se dilata, ascendiendo, bajando la presión, mientras que el más frío es más denso y bajando a la superficie, aumentando la presión en su zona de influencia. Así pues los motores de la circulación atmosférica son las diferencias de presión y temperatura entre las diferentes zonas atmosféricas. Si a esto le unimos la fuerza de coriolis por la rotación terrestre, tendremos gran parte del puzle de la dinámica atmosférica.

A escala planetaria, lo que marca las grandes circulaciones atmosféricas son los vientos que intentan igualar los desequilibrios de temperatura y la fuerza de coriolis. Esto determina seis grandes bucles divididos según su latitud, tres para el hemisferio norte y otros tres para el hemisferio sur. Son las denominadas células de Hadley. En cada una de ellas el aire circula bajando de latitud pegado a la superficie en cada hemisferio, mientras que en altura el aire va en sentido contrario, subiendo de latitud para cerrar el circuito en cada célula.