ภายในระบบนิเวศหนึ่งสามารถเขียนแผนผังการถ่ายทอดพลังงานภายในระบบโดยเริ่มจากแหล่งพลังงานสำคัญคือ ดวงอาทิตย์ซึ่งอยู่ภายนอกระบบได้ส่องแสงมายังระบบแล้วพลังงานเหล่านั้นถูกพืชนำมาสังเคราะห์แสงและส่งถ่ายไปสู่ชีวิตอื่นต่อเนื่องไปจนสุดท้ายพลังงานไดสูญเสียออกไปจากระบบในรูปแบบของพลังงานความร้อน ดังนั้นจะมีพลังงานเหลือสะสมอยู่ในระบบในส่วนที่เป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตนั่นเอง จะมีอยู่ประมาณ 1-2 เปอร์เซนต์ แตกต่างกันไปตามลักษณะของระบบนิเวศ โดยเฉพาะระบบนิเวศที่มีสิ่งมีชีวิตจำนวนมากจะสะสมได้มาก เช่น ป่าดิบชื้น เป็นต้น
ส่วนการหมุนเวียนของธาตุอาหารในระบบนิเวศนั้นผู้ผลิตได้ธาตุอาหารจากน้ำจากดินไปใช้ในการสังเคราะห์แสง ผู้บริโภคได้รับแร่ธาตุโดยการบริโภคต่อ ๆ กัน ในที่สุดเมื่อผู้ผลิตผู้บริโภคตาย ผู้สลายสารจะย่อยสลาย ธาตุอาหารจะถูกปล่อยออกมาให้ผู้ผลิตนำไปใช้อีกวนเวียนเช่นนี้ ดังนั้นสารอาหารที่หมุนเวียนอยู่ในระบบนิเวศจึงอยู่ในลักษณะของวัฏจักร (Cycle)
ภาพที่ 2.5 การหมุนเวียนสารอาหาร (Nutrients Cycling)
การถ่ายทอดพลังงานและสารอาหารจะเป็นไปพร้อม ๆ กันตามลำดับขั้นของการกินอาหารภายในระบบนิเวศ จากผู้ผลิตไปสู่ผู้บริโภค โดยการกินต่อกันเป็นทอดๆ เรียกว่า “ห่วงโซ่อาหาร” (Food Chain) หรือบางครั้งอาจเรียกห่วงโซ่อาหารนี้ว่า “ห่วงโซ่พลังงาน” (Energy Chain)
การถ่ายทอดพลังงานและสารอาหารขึ้นกับลักษณะหรือชนิดของระบบนิเวศ การถ่ายทอดพลังงานในห่วงโซ่อาหารแต่ละขั้นจะมีการสูญเสียพลังงานดังได้กล่าวมาแล้ว ดังนั้นช่วงการบริโภคจึงต้องจำกัดแค่ 4 หรือ 5 ขั้น ห่วงโซ่อาหารยิ่งสั้นเท่าไรก็ยิ่งมีพลังงานเหลืออยู่มาก เนื่องจากไม่ต้องสูญเสียพลังงานในระหว่างที่มีการกินอาหารในขั้นต่าง ๆ ภาพที่ 2.7 โครงข่ายอาหาร (Food Web)
ในความเป็นจริงตามธรรมชาติสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดไม่ได้ดำรงชีวิตอยู่บนห่วงโซ่ห่วงเดียว นั่นคือ สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งจะได้สารอาหารมาจากสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ อีกมาก และขณะเดียวกันตัวเองก็จะเป็นแหล่งให้สารอาหารแก่ชีวิตอื่นอีกหลายชีวิต ดังนั้นภายในระบบนิเวศหนึ่งห่วงโซ่อาหารจะเกี่ยวโยงกันห่วงโซ่อาหารอื่นอีกหลายสายจนกลายมาโครงข่ายอาหาร(Food Web) นั่นเอง แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในชุมชนที่มีต่อกันอย่างซับซ้อน ดังนั้นระบบนิเวศใดที่มีโครงข่ายอาหารซับซ้อนแสดงว่ามีเสถียรภาพสูง เพราะมีโอกาสที่จะเสียสมดุลได้น้อย ถ้าหากมีสิ่งมีชีวิตใดสูญหายไปก็ยังมีสิ่งมีชีวิตอื่นทดแทนได้เกิดผลกระทบทำให้ระบบมีการเปลี่ยนแปลงได้น้อย