Важнейшей особенностью географической оболочки являются круговороты вещества и энергии. Роль их в природе колоссальна, так как они обеспечивают многократность одних и тех же процессов и явлений, а также направленный характер их развития.
Круговорот веществ — многократное участие вещества в процессах, протекающих в геосферах планеты. Круговорот энергии — использование энергии в геосистемах для обеспечения круговоротов вещества.
Так как круговороты вещества и энергии в географической оболочке носят открытый характер, преобладание в них приходной или расходной частей свидетельствует о тенденциях развития данной системы, ее устойчивости или неустойчивости. В развивающихся природных системах всегда превалирует приходная составляющая, что обеспечивает расширенное осуществление процессов и явлений. В связи с тем что закон сохранения вещества и энергии был установлен для замкнутых (физических и химических) систем, а открытые природные системы в то время не исследовались, он ныне подвергается критике с точки зрения его всеобъемлемости. Очевидно, что рассматривать баланс приходно-расходной части географической оболочки при ее свободных контактах с Космосом и установленными поступлениями вещества и энергии из Вселенной нецелесообразно. Однако именно дисбаланс обусловливает возможность совершенствования геосистем (как он способствовал формированию Солнечной системы) и, вероятно, является более общей закономерностью, чем утверждение о сохранении вещества и энергии применительно к природным системам.
Какие могут быть круговороты и как их можно классифицировать? Поскольку мы изучаем географическую оболочку и ее компоненты, то и природные круговороты целесообразно рассматривать применительно к ее отдельным сферам и веществу каждой из них. Взаимодействие структурных частей географической оболочки, рассеивание их вещества протекают не хаотически, а представляют собой отдельные звенья общего межструктурного круговорота вещества и энергии, связывающего атмосферу, гидросферу, литосферу и биосферу в единое целое — географическую оболочку Земли.
Так как результатом общего круговорота вещества и энергии является обособление и функционирование географической оболочки, то такой круговорот можно именовать общегеографическим (глобальным) круговоротом вещества и энергии. В его основу положены представления В.И. Вернадского, А.Е. Ферсмана и других ученых о большом геохимическом цикле, или большом географическом круговороте вещества.
Исходным звеном общегеографического круговорота вещества и энергии является земная поверхность. Под влиянием солнечной энергии здесь возникают динамические явления в тропосфере и гидросфере, сопровождаемые переносом тепла и влаги, формируются зона активной жизни и кора выветривания — структурные части географических ландшафтов. Это зона гипергенеза в трактовке А.Е. Ферсмана, увенчанная тонким слоем современных ландшафтов. Следует обратить внимание на понятие «земная поверхность». С одной стороны, это геометрическая бестелесная плоскость раздела каменной тверди планеты с воздушной или водной средами, с другой — это поверхность земной коры с ее приповерхностной частью, где происходит изменение ее облика. В последнем случае земная поверхность становится объектом определенного вида, обусловленным ее постоянным изменением в ходе развития географической оболочки. Так ее рассматривают большая часть естественных наук и авторы настоящего учебника.