A biosfera é um sistema essencialmente fechado para troca de matéria com o universo circundante, constituindo assim uma unidade natural. Trocas materiais ocorrem principalmente pela perda de gases no
escape atmosférico (~1x10
8 kg ano
-1) e o ganho de
poeira cósmica pela
atração gravitacional terrestre (~7x10
7 kg ano
-1), mas representam apenas 1x10
-16 da massa da biosfera.
Em contraste com a situação da matéria, a biosfera é um sistema aberto para o fluxo de
energia, em um processo de troca contínua com o universo circundante conhecido como
balanço radiativo. A principal fonte de energia para a biosfera é o
Sol, com um aporte médio de ~340 W m
-2, com pequena contribuição do
energia geotérmica (~0,09 W m
-2).Esses ganhos são balanceados por perdas aproximadamente da mesma magnitude, diretamente pelo retroespalhamento da energia incidente (~29%) ou emissão na forma de
calor (~71%).