تلعب النظم الإيكولوجية للعوالق دور في الدورات الكيميائية الجيولوجية للعديد من العناصر الكيميائية المهمة، بما في ذلك دورة الكربون في المحيط، حيث توفر العوالق الحيوانية الكربون إلى شبكة الغذاء، وتميل المواد العضوية إلى أن تكون أكثر كثافة من مياه البحر لذلك تغرق في النظم الإيكولوجية للمحيطات المفتوحة بعيدا عن السواحل، وتنقل الكربون معها، وهذه العملية هي أحد الأسباب التي تجعل المحيطات أكبر حوض للكربون على الأرض .
تمتص العوالق النباتية الطاقة من الشمس والمواد المغذية من الماء لإنتاج غذائها أو توفير الطاقة في عملية التمثيل الضوئي، وتطلق العوالق النباتية الأكسجين الجزيئي (O2) في الماء، وتشير التقديرات إلى أن حوالي 50 % من الأكسجين في العالم ينتج عن طريق التمثيل الضوئي للعوالق النباتية، ويتم إنتاج الباقي عن طريق التمثيل الضوئي على الأرض بواسطة النباتات، علاوة على ذلك تتحكم عملية التمثيل الضوئي للعوالق النباتية في توازن ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي منذ بداية عصر ما قبل الكمبري .