硫循環是一種生物地球化學循環，其中硫在巖石、水道和生命系統之間移動。 它在地質學中很重要，因為它影響許多礦物質，在生活中也很重要，因為硫是一種必需元素 (CHNOPS)，是許多蛋白質和輔助因子的組成部分，而硫化合物可用作微生物呼吸中的氧化劑或還原劑。 全球硫循環涉及硫物種通過不同氧化態的轉化，這在地質和生物過程中都起著重要作用。硫循環的步驟是：

• 將有機硫礦化為無機形式，例如硫化氫 (H2S)、元素硫以及硫化物礦物。
• 將硫化氫、硫化物和元素硫 (S) 氧化成硫酸鹽 (SO2?_{4)。< /子>}
• 將硫酸鹽還原為硫化物。
• 將硫化物并入有機化合物（包括含金屬衍生物）。

這些通常被稱為如下：

硫酸鹽同化還原（另見硫同化），其中硫酸鹽 (SO2?_{4) 被植物、真菌和各種 原核生物。 硫的氧化態在硫酸鹽中為+6，在R-SH中為-2。}脫硫，含硫有機分子脫硫，產生硫化氫氣體（H2S，氧化態=-2）。 有機氮化合物的一個類似過程是脫氨。硫化氫的氧化產生元素硫 (S8)，氧化態 = 0。該反應發生在光合作用的綠色和紫色硫細菌和一些化能無機生物中。 元素硫通常以多硫化物的形式儲存。硫氧化劑對元素硫的氧化產生硫酸鹽。異化硫還原，其中元素硫可還原為硫化氫。異化硫酸鹽還原，其中硫酸鹽還原劑從硫酸鹽生成硫化氫。

硫在自然界中有四種主要的氧化態，分別是-2、+2、+4和+6。 各氧化態常見的硫物種如下：

S2?：H2S、(CH3)2S、BaS

S0：天然或元素硫

S2+：SCl2

S4+：SO2，亞硫酸鹽 (SO2?₃₎

S6+: SO2?_{4 (H2SO4, CaSO4), SF6}

硫的氧化態范圍從 SO2 中的 +6 ? _{4 到硫化物中的 -2。 因此，元素硫可以根據其環境提供或接收電子。 在缺氧的早期地球上，大部分硫存在于黃鐵礦 (FeS2) 等礦物中。 在地球歷史上，由于火山活動以及含氧大氣中地殼的風化作用，可移動硫的數量有所增加。 地球的主要硫匯是海洋 SO2?4，它是主要的氧化劑。</sub >}

當 SO2?_{4 被生物同化時，它被還原并轉化為有機硫，有機硫是蛋白質的重要組成部分 . 然而，生物圈并不是硫的主要匯集地，大部分硫存在于海水或沉積巖中，包括：富含黃鐵礦的頁巖、蒸發巖（硬石膏和重晶石）以及碳酸鈣和碳酸鎂（即與碳酸鹽相關的 硫酸鹽）。 海洋中硫酸鹽的含量受三個主要過程控制：}

• 來自河流的輸入
• 大陸架和斜坡上的硫酸鹽還原和硫化物再氧化
• 硬石膏和黃鐵礦埋藏在洋殼中。

大氣中硫的主要天然來源是海浪或風吹的富含硫的灰塵，這兩種物質都不會長期存在于大氣中。 近年來，每年燃燒煤和其他化石燃料產生的大量硫增加了大量的二氧化硫，成為空氣污染物。 在過去的地質學中，火成巖侵入煤層導致這些煤層大規模燃燒，并隨之向大氣中釋放硫。 這導致了氣候系統的嚴重破壞，并且是二疊紀-三疊紀滅絕事件的擬議原因之一。

二甲基硫醚 [(CH3)2S 或 DMS] 是由海洋透光區中垂死的浮游植物細胞分解二甲磺酸丙酸酯 (DMSP) 產生的，是從海洋中排放的主要生物氣體，它負責獨特的 沿海岸線的“大海的味道”。