Il ciclo del fosforo è tipicamente sedimentario: infatti il comparto di riserva è costituito, quasi esclusivamente, dalle rocce fosfatiche. Solo quando esse riemergono per eventi geologici, il fosforo può entrare in circolazione per azione erosiva atmosferica o per solubilizzazione dei fosfati insolubili. 
I prodotti di erosione, contenenti fosfati solubili, passano dalla litosfera alla pedosfera, dove possono essere assorbiti e organicati dalle piante.

Il fosforo a differenza di elementi come carbonio, azoto, zolfo, viene incorporato nelle molecole organiche senza subire reazioni di riduzione. Il fosforo organicato dalle piante entra poi nelle catene alimentari (flussi di energia e produttività).
I microrganismi del suolo che degradano i detriti vegetali e animali liberano nuovamente fosforo inorganico, generalmente sotto forma di fosfati, che vengono riutilizzati dalle piante. Infatti, poiché il fosforo è generalmente scarso, partecipa a un processo di riciclizzazione. 
Parte dei fosfati presenti nel terreno viene dilavata dalle piogge e portata al mare, dove viene utilizzata parzialmente da alghe e animali marini. Parte del fosfato che arriva in mare viene restituita alla terra da organismi che si cibano di pesci attraverso il guano; un'altra parte invece si deposita nei sedimenti della zona litorale e del fondo del mare.

 

Il guano è costituito da depositi di escrementi di uccelli marini e rappresenta una riserva di fosfato inorganico che dal mare ritorna alla terraferma, cioè in ciclo. I giganteschi depositi di guano sulle coste del Perù sono correntemente utilizzati dall'uomo per i concimi. Questo trasferimento di fosforo mediato dagli uccelli sta continuando, ma con una velocità inferiore a quella del passato, perciò questa modalità di ritorno del fosforo alla terraferma è attualmente insufficiente per rimpiazzare il fosforo che dalla terraferma torna al mare.
Le acque dell'oceano sono stratificate a causa della diversa densità: quelle più dense, più fredde e a maggior contenuto di sali rimangono sul fondo, dove continuano ad arricchirsi di fosfati e di altre sostanze nutritive. Le acque oceaniche profonde circolano lentamente, tanto che occorrono migliaia di anni per una circolazione completa. Piccole quantità di fosfati sono incorporate in sedimenti marini come i fanghi rossi di mare profondo e le rocce carbonatiche. Le correnti ascendenti li depositano sulle piattaforme continentali da dove, in parte, ritornano alle terre emerse per fenomeni tettonici.
Il minerale fosfatico più comune è l’apatite. Le apatiti hanno formula generale 3Ca3(PO4)2.CaX2, in cui X è uno degli anioni fluoruro F-, cloruro Cl-, ossidrile OH-. Si parla così di fluoroapatiti, cloroapatiti, idrossiapatiti, in funzione della natura di X