绿色植物进行光合作用，将大气中的二氧化碳合成碳水化合物，构成植物细胞结构及贮藏物质，土壤、淡水中的光合细菌及藻类也能固定二氧化碳，但其量甚微。这些植物和藻类像一个巨大的碳泵、把浓度很低的二氧化碳集中起来（空气中碳的重量百分比为0.03，而生物物质碳的重量平均百分比为24.9），特别是四碳植物能在二氧化碳含量为百万分之几的环境中进行光合作用。二氧化碳固定速度随植被及地区而异，热带雨林生长迅速,每年每平方米可固定碳1～3.5千克,冻土沙漠则仅固定10克碳左右。地球陆地全年总固碳量约630亿吨。其中一部分作为动物的食物,变成动物的组成成分。一部分进入微生物体内。植物、动物和微生物的有机质构成陆地总生物量。

植物的枯枝败叶、动物的排泄物及动、植物残体都是环境中的有机废物，不断进入土壤并被微生物分解。土壤中的真菌和异养细菌是上述有机质的主要分解者。进入土壤的有机质分为可溶性及不溶性两大类。可溶性有机质包括简单的糖类、有机酸和氨基酸等，其分子量不大，可被大多数微生物直接吸收、代谢。不溶性有机质数量较大，主要为蛋白质、核酸、油脂、淀粉、纤维素、半纤维素、木质素以及几丁质等。这些物质分别靠土壤中具有相应酶活性的微生物群进行分解。例如，纤维素诱导纤维素分解菌合成纤维酶，分泌至细胞外，将纤维素分解成纤维二糖，然后进一步分解成单糖，单糖像其他可溶性物质一样，可进入微生物的细胞代谢。难分解的芳香族化合物通过微生物的转化形成腐殖质，构成土壤有机质主体。腐殖质仍可被微生物分解，不过相当缓慢。微生物分解有机质,一部分碳构成微生物细胞结构,被暂时固定；一部分碳通过呼吸作用变成二氧化碳释放。待微生物死亡后，有机质又遭分解，释放出二氧化碳。

有机质的分解速度因条件而异，热带雨林区分解快；寒冷地区分解慢；常年积水、通气不良的沼泽地带和酸度太高的土壤中，有机质很少分解，作为草炭被积累起来。