森林植被通过光合作用，把空气中的CO₂合成有机物质，又经过微生物的分解和植株呼吸而放出CO₂的一种碳循环过程。研究森林碳循环的目的在于科学地经营森林，建立较优森林植被结构模型，提高林木光合效率以及合理利用森林生态中的各种资源。

地球上约有三分之一的陆地被森林覆盖。在森林生态系统中，最低层的是土壤中种类繁多的微生物，地面上则是苔藓和层次分明的各种植物群落，伴随着相应出现的动物种群。土壤、大气与水则是其外界环境。这一复杂的森林生态系统、主要通过碳循环来进行物质循环和能量传递。

光合作用和有机质分解是碳循环的基本方式。碳水化合物处于不断生成、转化和分解的状态中。一般大气中CO₂的平均浓度约为320μl/L，在林木生长季节里，日出后，因林冠的光合作用，使附近大气中的CO₂浓度迅速下降。中午以后，因气温上升，呼吸作用加强，CO₂净消耗缓慢下降。日落后，光合作用停止，而呼吸作用继续进行，此时林内近地面的CO₂浓度可超过400μ1/L。森林对CO₂的净吸收或净释放的速度，随森林类型的不同而异，热带雨林地区，每平方米的森林面积上，每年可固定碳1～2公斤。寒温带森林同化量每平方米为0.2～0.4公斤。综合起来，地球上平均每年大约有120～150亿吨的碳以CO₂的形式被森林转化为干物质，它不仅是空气中CO₂的主要消费者.也是地球上生物固碳的主要贮存所。据计算，陆地森林中所含的碳大约在4000～5000亿吨之间，约等于大气中所存CO₂含量的三分之二。因此，一旦森林遭受毁坏，各种物质循环和能量转换就受到破坏，首先是积累干物质的碳循环受到破坏，伴随而来的将是各种生物量、大气、水域和土壤之间的动力平衡受到干扰，最后导致生态环境的恶化。森林是大气中CO₂的一个吸收库，由于森林的破坏，大气中CO₂不断增加，形成大气的“温室效应”，而影响地—气系统的热量收支。