生物圈的形成是地球外部圈层(大气、水、生物与岩石圈表层)互相作用的产物，反过来，生物圈也可对地球外部其他圈层产生巨大的作用，使其物质成分或面貌发生变化。
1.生物圈对大气圈的作用
地球与太阳系中其他行星的一个非常显著的不同是地球上有繁茂的生命，也就是地球上生命的发生和发展，才使大气圈能有今天这样适于人类生存的特点，主要靠绿色植物起了作用。大气中氧气的累积、臭氧的形成、二氧化碳的降低、气温的调节等都有动植物的贡献，如地球的历史记录表明，植物大发展与大气的CO2含量呈反相关系(图7-5)。现在大气中各种成分趋于平衡的现象是靠植物动物岩石圈固气与排气三者之间所达到的相对平衡。
图7-5 大气圈中氧气和二氧化碳随时间的变化
人类，作为生物圈的组成部分，特别是在建立起现代工业后，对大气圈的影响日益显著;把大量二氧化碳和多种有害、有毒气体与粉尘排入大气，污染大气环境，就是一种恶劣的行径。幸而自然界的植物对大气中粉尘及有害气体有清洁作用，否则我们现今的大气早就变得污浊而不适宜于人类生存了。控制人类本身对环境的污染和利用生物来改善环境，也已成为当今之要务。
植物中如乔木和灌木相结合的林带的减尘率达95.7%，一些植物还有吸收某些有害物质的特殊功能，刺槐、柽柳能吸收氯气，柳杉林吸收二氧化硫，茶树、山茶可除去氟化氢，杨树和桑树叶对铅粉尘有较强的吸收作用等等。因此，控制城市大气污染的一个重要途径就是要发展绿地。植物不仅吸收了城市大气中的很多有害成分，而且还能释放出大量的氧气，使大气变得清新，而有利于人体健康。
植物在生长过程中，通过光合作用，把太阳能转化为化学能，可减少地面的长波辐射，从而降低大气的温度，据观测，夏季草坪上的气温与深色的屋顶的温度可差20℃。不仅如此，植物还能蒸腾大量的水分，增加大气的湿度，据观测一棵普通的白杨在夏季白天每小时蒸腾25kg水，一亩阔叶林一年可蒸腾300多吨水，使大气变得湿润。所以植被茂密的地区，气温变化相对缓慢，起到“温床”的作用。所以利用生物来改善环境是十分必要的。
2.生物圈对水圈的作用
生物对水圈的依赖性很大，可以说有水才有生命，反过来，生物在水圈中这种无所不在的广泛分布，对水圈也必然会产生重大影响:一是影响一些元素在水中的迁移和沉淀过程;二是影响水圈的运动和循环。
在自然界中，水对金属、非金属元素的溶解作用、离子交换作用和沉淀作用，并不单单是纯化学作用，常见的是与生物活动密切相关的生物化学过程。放射虫、硅藻等生物吸收海水中的二氧化硅，成为影响海水中二氧化硅含量的主要因素，每年生物活动可从大洋中沉淀出5×1014g的二氧化硅。浮游生物每年可以把大洋中2×1011g(20万吨)的铅沉淀下来，相当进入大洋中铅总量的一半。在浅海底大量形成的碳酸盐堆积(其中的碳酸钙成岩后就叫石灰岩;碳酸钙镁成岩就叫白云岩)，大多是在生物化学作用下形成的。在元古宙和古生代，这种作用曾使大气圈与水圈中的CO2大量地被固定到岩石圈中。至于在浅海深部堆积的磷酸盐，则更主要依靠生物体的吸附及其遗体埋藏而富集起来的。大洋中金属的浓度一般很低，远未达到这些金属元素沉淀的饱和浓度值。然而，由于多种杆菌、鞘铁菌和一些纳米级的超微生物的生理作用，使锰、铁、铜、镍、钴等多种金属元素被吸收到生物有机体组织内，在生物死亡后，经过进一步的溶解和再凝聚，从而逐渐在洋底形成以锰为主的结核。它们构成了人类极为宝贵的、潜在的金属资源。
生物体中的水通过被吸收和排除以及在生命系统内部的运动，参与水圈的循环，被吸收进去并留在生物体中的并不多，但经过生物体转运的水量却很大，如植物的根部从土壤中吸收1000g的水，大约只有1g水被植物用在组织的建造上，99.9%的水通过蒸腾作用进入大气，它对大气的湿度有调节作用。因此，城市里的绿地不仅有降温防暑的作用，而且有湿润空气之功效。林带可大大地减缓地表水的运动速度，延长循环时间，也是解决一些地区缺水的一个途径。
水生生物本身的繁殖与死亡，对水圈也是一种影响，对人来说可以有利，如有的生物可以净化水质;也可以有害，如某些藻类大量快速繁殖形成的“赤潮”危害。
3.生物圈对岩石圈的作用
生物圈能对岩石圈发生破坏作用，在生物风化作用中很容易看到这个过程。中国有句成语“千里之堤，溃于蚁穴”，就说明人们对此早有认识。这种生物风化作用过程，既有机械的(物理的)，也有化学的作用。植物的根系深深地扎入岩石的缝隙，随着植物的生长，根系壮大膨胀，向周围的岩石施加压力，使岩石破碎崩解，就是一种物理作用(称为根劈作用);生物分泌出来的或在死亡后腐烂产生的有机酸和腐殖质，对岩石腐蚀，就是一种化学作用。有些微生物还能分解像铝硅酸盐那样难以溶解的矿物，有些细菌能吸收铜、铁、金，促使闪锌矿、黄铁矿氧化等。马尾藻吸收金元素，最多可达到细胞干重的42%。
生物作用，是影响土壤形成的重要因素。通常所说的土，不一定都含有机质或腐殖质。而土壤则专指含有有机质或腐殖质的那部分土层，是经过生物风化作用形成的。只是因为存在生物的活动，才使有机质和腐殖质在土层中富集、分解，形成具有肥力的土壤。各处土壤厚薄的差别(从几厘米到十几米都有)，也是取决于生物风化作用的强弱。当然也要受到气候、地形、水等其他因素的影响，不过生物在里面起到了关键性的作用。
土壤的形成，有利于植物的生长，植物对土壤又能起着保护的作用，同时也保持了水分。得到植物覆盖的陆地表面，流水或风对那里的土壤都难以侵蚀。因为植物的根系对松散土层有稳固的作用;植物的枝叶能阻滞风和流水的运动。多年观测的结果表明，裸露的地表比林地的水土流失量可以大100倍!这样生物又保护了岩石圈表层的稳定。而水土留下来后，植物更为繁茂，土壤能变得更加肥沃，大气降水也会大量渗进土壤和岩层中。水、土壤(包括岩层)、大气和生物之间物质和能量的流动，在这里形成了良性的循环，此时生物可谓得其所哉，蓬勃发展。
绿色植物是生物圈这个系统中获得能源的起点，这些能量主要来自太阳，也会有少量来自地球内部。这些能量通过食物链一级一级地转换下去，成为维持生物圈存在的根本动力。而且也会和其他圈层转换，大量被绿色植物固定下来的碳和微生物遗体所造成的大量堆积，埋到岩石圈中就可成为煤、石油和天然气等化石燃料。
生物作为物质和能源在地球外部圈层之间循环转换的重要枢纽，在碳的循环上表现得最清楚(图7-6)。
图7-6 地球表层的碳循环
生物圈不仅对岩石圈表层发生破坏作用，还能使某些有用元素或化合物在岩石圈内富集起来，形成对人类有用的矿产，这就是生物成矿作用。除前面已经提到在浅海底堆积的碳酸盐、硅、磷等外，在嗜铁细菌的作用下可形成鲕状或肾状赤铁矿堆积，嗜铜细菌的作用可造成沉积铜矿层。浅海底形成的黑色岩系，常在浮游生物的参与下，造成磷、钒、铀、钼等有用元素的聚集。至今还是人类生活中最重要的能源———化石燃料(石油、天然气和煤)则更主要是靠生物(微生物或植物)遗体的埋藏在岩石圈上层聚集成不同的碳氢化合物或碳。近年来，更注意到海底扩张带热水溶液喷口附近，在250～360℃的温度和30MPa压力的条件下，仍有大量微生物存在，它们以摄取含多种金属(Fe、Mn、P、S等)的流体为食料，大量双壳类软体动物又以这些富含金属元素的微生物为食料。上述生物死亡后，堆积在喷口附近形成一些金属硫化物矿床。总之，生物成矿作用近年来已经成为矿床形成过程研究中一个重要的前沿性方向。