levende wezens hebben energie nodig om te groeien, te ademen, te reproduceren en te bewegen. Energie kan niet uit het niets worden gecreëerd, dus moet het via het ecosysteem worden overgedragen. De primaire energiebron voor bijna elk ecosysteem op aarde is de zon. Primaire producenten gebruiken energie van de zon om hun eigen voedsel te produceren in de vorm van glucose, en dan worden primaire producenten opgegeten door primaire consumenten die op hun beurt worden gegeten door secundaire consumenten, enzovoort, zodat energie van het ene trofische niveau, of niveau van de voedselketen, naar het volgende stroomt. De makkelijkste manier om deze energiestroom te demonstreren is met een voedselketen. Elke schakel in de keten vertegenwoordigt een nieuw trofisch niveau, en de pijlen tonen energie die langs de keten wordt doorgegeven. Aan de onderkant van een voedselketen is altijd de primaire producent. In terrestrische ecosystemen zijn de meeste primaire producenten planten, en in mariene ecosystemen zijn de meeste primaire producenten fytoplankton. Beide produceren de meeste voedingsstoffen en energie die nodig zijn om de rest van de voedselketen in hun respectieve ecosystemen te ondersteunen.
alle biomassa die door primaire producenten wordt gegenereerd, wordt bruto primaire productiviteit genoemd. De netto primaire productiviteit is wat overblijft nadat de primaire producent de energie heeft gebruikt die hij nodig heeft voor de ademhaling. Dit is het gedeelte dat beschikbaar is om te worden geconsumeerd door de primaire consumenten en doorgegeven in de voedselketen. In terrestrische ecosystemen is de primaire productiviteit het hoogst op warme, natte plaatsen met veel zonlicht, zoals tropische bosgebieden. Woestijnen daarentegen hebben de laagste primaire productiviteit. In mariene ecosystemen is de primaire productiviteit het hoogst in ondiepe, voedselrijke wateren, zoals koraalriffen en algenbedden.
om de stroom van energie door ecosystemen te laten zien, worden voedselketens soms getekend als energiepiramides. Elke stap van de piramide vertegenwoordigt een ander trofisch niveau, te beginnen met primaire producenten op de bodem. De breedte van elke stap vertegenwoordigt de snelheid van de energiestroom door elk trofisch niveau. De stappen worden kleiner verder op de piramide omdat een deel van die energie wordt veranderd in een vorm die niet door organismen kan worden geconsumeerd bij de volgende hogere stap in de voedselketen. Dit gebeurt bij elke stap van de piramide.
niet alle energie die in het ene trofische niveau wordt opgewekt of verbruikt, zal beschikbaar zijn voor de organismen in het volgende hogere trofische niveau. Op elk niveau wordt een deel van de verbruikte biomassa uitgescheiden als afval, wordt een deel van de energie tijdens de ademhaling omgezet in warmte (en dus niet beschikbaar voor consumptie), en sterven sommige planten en dieren zonder te worden gegeten (wat betekent dat hun biomassa niet wordt doorgegeven aan de volgende consument). Het afval en de dode materie worden afgebroken door ontbinders en de voedingsstoffen worden gerecycled in de grond om weer door planten te worden opgenomen, maar het grootste deel van de energie wordt tijdens dit proces omgezet in warmte. Gemiddeld wordt slechts ongeveer 10 procent van de energie opgeslagen als biomassa in een trofisch niveau van het ene niveau naar het volgende doorgegeven. Dit is bekend als “de 10 procent regel” en het beperkt het aantal trofische niveaus een ecosysteem kan ondersteunen.