elolliset tarvitsevat energiaa kasvaakseen, hengittääkseen, lisääntyäkseen ja liikkuakseen. Energiaa ei voi luoda tyhjästä, joten se on siirrettävä ekosysteemin kautta. Lähes jokaisen maapallon ekosysteemin ensisijainen energianlähde on aurinko. Alkutuottajat käyttävät auringosta saatavaa energiaa oman ruokansa tuottamiseen glukoosin muodossa, minkä jälkeen alkutuottajat syövät alkutuottajia, jotka puolestaan syövät toissijaisia kuluttajia ja niin edelleen, niin että energia siirtyy ravintoketjun yhdeltä trofiatasolta toiselle. Helpoin tapa osoittaa tämä energiavirta on ravintoketju. Jokainen ketjun lenkki edustaa uutta trofiatasoa, ja nuolet osoittavat energian kulkevan ketjua pitkin. Ravintoketjun pohjalla on aina alkutuottaja. Maaekosysteemeissä suurin osa alkutuottajista on kasveja ja meriekosysteemeissä suurin osa alkutuottajia on kasviplanktonia. Molemmat tuottavat ekosysteemeissään suurimman osan ravinteista ja energiasta, jota muu ravintoketju tarvitsee.
kaikkea alkutuottajien tuottamaa biomassaa kutsutaan primääriseksi kokonaistuottavuudeksi. Primaarituottavuus on se, mitä jää jäljelle, kun alkutuottaja on käyttänyt hengitykseen tarvitsemansa energian. Tämä on osa, joka on saatavilla kulutettavaksi ensisijaisille kuluttajille ja välitetty elintarvikeketjussa. Maaekosysteemeissä primaarituottavuus on suurinta lämpimissä, kosteissa paikoissa, joissa on runsaasti auringonvaloa, kuten trooppisissa metsissä. Sen sijaan aavikoilla on alhaisin perustuottavuus. Meriekosysteemeissä primaarituottavuus on suurinta matalissa, ravinteikkaissa vesissä, kuten koralli-ja leväalueilla.
energiavirran osoittamiseksi ekosysteemien läpi ravintoketjut piirretään joskus energiapyramideiksi. Pyramidin jokainen vaihe edustaa eri trofiatasoa, alkaen alkutuottajista alareunassa. Kunkin vaiheen leveys kuvaa energiavirran nopeutta kunkin trofiatason läpi. Askeleet pienenevät pyramidin yläpuolelta, koska osa energiasta muuttuu muotoon, jota organismi ei voi kuluttaa ravintoketjun seuraavassa ylemmässä vaiheessa. Tämä tapahtuu pyramidin jokaisessa vaiheessa.
kaikki yhdellä trofiatasolla tuotettu tai kulutettu energia ei ole seuraavan korkeamman trofiatason eliöiden käytettävissä. Kullakin tasolla osa kulutetusta biomassasta erittyy jätteenä, osa energiasta muuttuu lämmöksi (ja siksi ei ole käytettävissä kulutukseen) hengityksen aikana, ja jotkut kasvit ja eläimet kuolevat syömättä (eli niiden biomassaa ei siirretä seuraavalle kuluttajalle). Mädätysaineet hajottavat jätteet ja kuolleet aineet ja ravinteet kierrätetään maaperään kasvien otettavaksi takaisin, mutta suurin osa energiasta muuttuu tämän prosessin aikana lämmöksi. Keskimäärin vain noin 10 prosenttia trofiatasolle biomassaksi varastoituneesta energiasta siirtyy tasolta toiselle. Tätä kutsutaan ”10 prosentin säännöksi”, ja se rajoittaa niiden trofiatasojen määrää, joita ekosysteemi voi tukea.