Перетворення енергії, на відміну від циклічного руху речовин, йдуть тільки в одному напрямку, чому і говорять про потік енергії. Для вивчення потоків енергії в екосистемах особливе значення мають два начала термодинаміки. Перший початок термодинаміки свідчить, що енергія не може створюватися заново і зникати, а тільки переходить з однієї форми в іншу. Другий початок термодинаміки формулюється наступним чином: процеси, пов'язані з перетворенням енергії, можуть протікати мимовільно лише за умови, що енергія переходить з концентрованої форми в розсіяну.