Lebewesen brauchen Energie, um zu wachsen, zu atmen, sich zu vermehren und sich zu bewegen. Energie kann nicht aus dem Nichts erzeugt werden, also muss sie durch das Ökosystem übertragen werden. Die primäre Energiequelle für fast jedes Ökosystem der Erde ist die Sonne., Primärproduzenten verwenden Energie von der Sonne, um ihre eigenen Lebensmittel in Form von Glukose zu produzieren, und dann werden Primärproduzenten von Primärverbrauchern gegessen, die wiederum von Sekundärverbrauchern gegessen werden, und so weiter, so dass Energie von einer trophischen Ebene oder Ebene der Nahrungskette zur nächsten fließt. Der einfachste Weg, diesen Energiefluss zu demonstrieren, ist eine Nahrungskette. Jedes Glied in der Kette repräsentiert eine neue trophische Ebene, und die Pfeile zeigen Energie, die entlang der Kette weitergegeben wird. Am Ende einer Nahrungskette steht immer der Primärproduzent., In terrestrischen Ökosystemen sind die meisten Primärproduzenten Pflanzen, und in marinen Ökosystemen sind die meisten Primärproduzenten Phytoplankton. Beide produzieren die meisten Nährstoffe und Energie, die benötigt werden, um den Rest der Nahrungskette in ihren jeweiligen Ökosystemen zu unterstützen.
Alle Biomasse von Primärproduzenten erzeugt wird Bruttoprimärproduktivität genannt. Die Netto-Primärproduktivität ist das, was übrig bleibt, nachdem der Primärproduzent die Energie verbraucht hat, die er für die Atmung benötigt. Dies ist der Teil, der verfügbar ist, um von den Primärverbrauchern konsumiert und die Nahrungskette weitergegeben zu werden., In terrestrischen Ökosystemen ist die Primärproduktivität an warmen, nassen Orten mit viel Sonnenlicht am höchsten, wie in tropischen Waldregionen. Im Gegensatz dazu haben Wüsten die niedrigste Primärproduktivität. In marinen Ökosystemen ist die Primärproduktivität in flachen, nährstoffreichen Gewässern wie Korallenriffen und Algenbeeten am höchsten.
Um den Energiefluss durch Ökosysteme zu zeigen, werden Nahrungsketten manchmal als Energiepyramiden gezeichnet. Jeder Schritt der Pyramide stellt eine andere trophische Ebene dar, beginnend mit den Primärproduzenten unten., Die Breite jedes Schritts repräsentiert die Rate des Energieflusses durch jedes trophische Niveau. Die Stufen werden weiter oben in der Pyramide kleiner, da ein Teil dieser Energie in eine Form umgewandelt wird, die vom Organismus beim nächsten höheren Schritt in der Nahrungskette nicht verbraucht werden kann. Dies geschieht bei jedem Schritt der Pyramide.
Nicht die gesamte Energie, die in einer trophischen Ebene erzeugt oder verbraucht wird, steht den Organismen in der nächsthöheren trophischen Ebene zur Verfügung., Auf jeder Ebene wird ein Teil der verbrauchten Biomasse als Abfall ausgeschieden, ein Teil der Energie wird während der Atmung in Wärme umgewandelt (und daher nicht zum Verbrauch verfügbar), und einige Pflanzen und Tiere sterben, ohne gegessen zu werden (was bedeutet, dass ihre Biomasse nicht an den nächsten Verbraucher weitergegeben wird). Die Abfälle und toten Stoffe werden durch Zersetzer abgebaut und die Nährstoffe werden in den Boden recycelt, um von Pflanzen wieder aufgenommen zu werden, aber der größte Teil der Energie wird während dieses Prozesses in Wärme umgewandelt. Im Durchschnitt werden nur etwa 10 Prozent der als Biomasse gespeicherten Energie in einer trophischen Ebene von einer Ebene zur nächsten geleitet., Dies wird als „10-Prozent-Regel“ bezeichnet und begrenzt die Anzahl der trophischen Ebenen, die ein Ökosystem unterstützen kann.