Lo studio delle funzioni si occupa delle interazioni tra i componenti biotici e abiotici della struttura di un ecosistema.

Un ecosistema dipende in ultima analisi dalla velocità con cui l’energia fluisce attraverso i componenti biotici del sistema e dalla velocità con cui la materia viene trasformata e riciclata. L'interazione dell'energia e della materia in un ecosistema è di fondamentale interesse per gli ecologi, infatti, si può affermare che il flusso unidirezionale d'energia e la circolazione della materia siano i due grandi principi dell'ecologia generale, dato che sono egualmente validi per tutti gli ecosistemi e per tutti gli organismi compreso l'uomo.

- Il flusso unidirezionale di energia, attraverso la produzione , il consumo e la decomposizione dei componenti biotici, come fenomeno universale in natura è il risultato dei principi della termodinamica.

Il primo principio stabilisce, che l'energia può essere trasformata da un tipo (per esempio luce) in un altro (per esempio energia potenziale) ma non è né creata né distrutta.

Il 2° principio della termodinamica stabilisce che non avverrà mai un processo di trasformazione energetica, senza che si verifichi contemporaneamente anche una degradazione di energia da una forma concentrata a una forma dispersa; poichè una parte dell'energia è sempre dispersa in energia termica praticamente non utilizzabile, nessuna trasformazione spontanea (come quella della luce in nutrimento) può avere un rendimento del cento per cento.

- Il Riciclo della materia chiude i percorsi dei componenti abiotici che circolano nell’ambiente attraverso i componenti biotici della struttura dell’ecosistema. Questi percorsi chiusi degli elementi chimici sono definiti cicli biogeochimici. “Bio” si riferisce agli organismi viventi e “geo” alle rocce, al suolo , all’acqua e all’aria della terra.

La materia circola grazie all'energia: azoto, carbonio, acqua, e altri elementi, di cui sono composti gli organismi possono circolare parecchie volte da entità viventi a non viventi e viceversa, cioè un qualsiasi determinato atomo di materia può essere usato più volte.

L'energia invece non circola, utilizzata da un dato componente biotico, si degrada in calore e viene subito dispersa nell'ambiente.

La vita è mantenuta attiva dal continuo arrivo di energia solare dall'esterno.