生命的維持除了需要能量以外，也還需要物質(zhì)。能量和物質(zhì)是作為有機物質(zhì)一起流過生態(tài)系統(tǒng)的，二者不能分開，但是生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量不同，它們以或多或少循環(huán)的途徑在系統(tǒng)中進(jìn)行運動。就是說，在生態(tài)系統(tǒng)中，在進(jìn)行能量流動的同時，生物維持生命所需要的元素，如碳、氧，氧、氮、磷等，也參加流動，不過流動的途徑是循環(huán)的。在生態(tài)系統(tǒng)中，生物從環(huán)境獲得營養(yǎng)物質(zhì)，再被其它生物重復(fù)利用，最后又復(fù)歸于環(huán)境，這就是生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。它和能量的單向流動是完全不同的，始終處于一種周而復(fù)始的循環(huán)之中。例如，綠色植物不斷地從周圍環(huán)境中吸取各種化學(xué)營養(yǎng)元素，將簡單的無機分子轉(zhuǎn)化成復(fù)雜的有機分子，用以建造自身。當(dāng)草食動物采食綠色植物時，植物體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)就轉(zhuǎn)入到草食動物體內(nèi)。同樣，當(dāng)肉食動物捕食草食動物時，草食動物體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)又轉(zhuǎn)入到肉食動物的體內(nèi)。當(dāng)植物，動物死亡以后，它們的殘體和尸體又被微生物所分解，并將復(fù)雜的有機分子轉(zhuǎn)化成簡單的無機分子復(fù)歸于環(huán)境，以供綠色植物再吸收，進(jìn)行再循環(huán)。
生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中動、植物生長發(fā)育不可缺少的物質(zhì)養(yǎng)分，是從土壤斗植物÷動物一再回到土壤的。養(yǎng)分元素在系統(tǒng)中的這種流動，循環(huán)運動就是物質(zhì)流。
生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)流的計算分析是十分復(fù)雜的，為了描述某一元素的流動和循環(huán)有時需要建造十分復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型。當(dāng)然大多數(shù)情況下不是進(jìn)行專門的研究，無須制做模型。通常的計算方法是采用投入產(chǎn)出法，這是因為生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平衡主要包括兩個方面，一是營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的平衡，二是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的平衡。營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的平衡主要表現(xiàn)在營養(yǎng)元素輸入輸出的平衡，這是自然資源轉(zhuǎn)化為農(nóng)產(chǎn)品的前提。這種借助食物鏈的輸入輸出平衡是單向的，即輸入（投入）的營養(yǎng)元素變成了農(nóng)副產(chǎn)品，而售出系統(tǒng)之外（輸出）。因此，要想獲得更多的農(nóng)畜產(chǎn)品，就必須輸入更多的營養(yǎng)物質(zhì)參與循環(huán)轉(zhuǎn)化，并在特定的時間內(nèi)，保持輸入與輸出在量上達(dá)到相對的動態(tài)平衡。
