Il carbonio ha in natura un ciclo molto lungo: gli animali lo prelevano dalle sostanze organiche (costituite per buona parte da carbonio appunto), provenienti da vegetali o da altri animali, e ne utilizzano una parte per produrre, tramite la respirazione, l'energia che necessita loro per vivere; in questo processo la materia organica (carbonio e idrogeno) si combina con l'ossigeno generando energia, acqua e anidride carbonica (CO2) che viene immessa nell'atmosfera e negli oceani; la CO2 atmosferica e oceanica viene a sua volta utilizzata dai vegetali nel processo inverso rispetto alla respirazione cioè la fotosintesi: qui gli ingredienti sono proprio l'anidride carbonica, l'acqua e l'energia solare e il risultato finale è la materia organica che va a costituire le piante stesse; altro carbonio proveniente dalla fermentazione di materia organica, in determinate condizioni geologiche e in tempi molto lunghi, può subire trasformazioni che lo portano a costituire i combustibili fossili, come petrolio e carbone.
Le attività umane tuttavia incidono molto su questo ciclo, infatti l'uomo da un paio di secoli brucia legna e combustibili fossili per le proprie attività producendo CO2 ad un ritmo molto più veloce di quello con cui questa CO2 viene ritrasformata naturalmente in materia vegetale e combustibili fossili. Questa CO2 in eccesso si accumula nell'atmosfera con le conseguenze e i rischi che abbiamo appena visto.