A vízben és a talajban élő mikroorganizmusok alapvető szerepet játszanak az elemek földi biogeokémiai ciklusaiban. Az elemek az élettelen környezettől az élő felé, majd ezeken át vissza az élettelen környezethez vándorolnak, miközben az atmoszféra, a felszíni vizek vagy a talajok különböző fázisainak alkotórészeként, vagy éppenséggel egy élő szervezet felépítésében  vesznek részt. Az elemek ezen körforgalmában hatalmas „geológiai tartalék-depók”, elemraktárok, biológiailag átmenetileg ki nem aknázott elemkészletek iktatódnak be. Végül az elemek vándorlása a ciklusok során szerves kötésből szervetlenbe és vissza történik, miközben atomjaik oxidációs foka állandóan változik. Mivel ezek utánpótlása korlátozott, ezért az élet folytonos megújulását csakis a légkörön, a hidro- és litoszférán át lezajló állandó körforgalmazásuk (biogeokémiai ciklusuk) az, ami ezt biztosíthatja. A baktériumok a tápelemek kémiai állapotát szakadatlanul változtatják, és így biztosítják a migrációjukat. Ehhez az energiát a holt szerves anyagok bontásából nyerik.