Oxygencyklussen gennem et økosystem

Atmosfærisk ilt kræves af alle terrestriske og vandplanter og dyr til åndedræt: nedbrydning af organiske forbindelser til kulstof og energi, der er nødvendige for cellulær vedligeholdelse og vækst. Planter og dyr returnerer derefter ilt tilbage til atmosfæren, jorden eller vandet, selvom der er flere veje, som ilt kan tage, primært ved at interagere med andre molekyler i jord og vand.

Jordens atmosfære har en iltkoncentration på 21 procent, og elementet cykles hurtigt mellem planter, dyr og atmosfæren gennem fotosyntese og åndedræt. I vand bevæger ilt sig meget langsommere, så iltforbruget gennem respiration overstiger ofte produktionen gennem fotosyntese, hvilket resulterer i daglige skift i koncentrationer af opløst ilt. Tilsvarende er iltindtrængning i mættet jord meget langsommere end i tør jord, hvilket fører til forskellige iltkoncentrationer i forskellige dele af jorden. Dette påvirker igen yderligere iltransport.

I fotosyntese omdannes atmosfærisk kuldioxid til glukose inde i planternes blade. Ilt er et biprodukt af fotosyntese og frigives af planterne tilbage i atmosfæren. Det kan også frigives gennem rodsystemet, hvilket giver ilt til jorden. Nedsænket akvatisk vegetation og fytoplankton frigiver ilt produceret under fotosyntese i vandet. Både jordbaseret og akvatisk

Åndedræt er en cellulær proces udført af både planter og dyr. Under respiration bruges molekylært ilt til at nedbryde organiske kulstofforbindelser. Hos dyr kommer dette kulstof fra den mad, de spiser, mens kulstof i planter opnås under fotosyntese. Åndedræt, der kræver ilt, kaldes aerob åndedræt og består af iltoptagende elektroner fra kulstof. Andre elementer end ilt kan bruges til at acceptere elektroner fra kulstof, selvom de er mindre effektive.

Ilt giver mest energi til planter, dyr og mikrober under respiration. Men når alt ilt i vand eller mættet jord er forbrugt, kan nogle mikrober erstatte andre forbindelser til ilt, herunder jern, mangan, nitrat og sulfat, i en proces kendt som anaerob respiration. Anaerob respiration er almindelig i vådområder, der ofte oversvømmes og har lavere iltkoncentrationer end tørre jord. Når ilt genindføres i jorden eller vandet, begynder aerob respiration igen.