De koolstofcyclus of koolstofkringloop is een biogeochemische kringloop die de processen beschrijft waarin het element koolstof in en rond de aarde circuleert, in verschillende gedaanten (lees: chemische verbindingen). Koolstof tref je aan in vier verschillende reservoirs: de atmosfeer (lucht), hydrosfeer (water), lithosfeer (gesteenten) en biosfeer (levende organismen), in verschillende maar quasi constante hoeveelheden.