封闭生态系统实际上不是一个通常意义的“封闭”系统，因为有能量（特别是光能和热能）在生态系统和周围环境之间输入、输出。封闭生态系统必须至少含有一种自养有机体。在封闭生态系统中，一种生物新陈代谢产生的废物能被另外的一种或多种生物所利用。如果这个封闭生态系统的目的是维持高等生命形式，如人或者其他动物，那么二氧化碳、粪便和尿液等废物最终将转化为氧气、水和人与动物的食物。

封闭生态系统在自然界中非常罕见，尽管地球本身无疑符合这个定义，但封闭生态系统主要是用于描述相对小的人造生态系统，如生物圈2号（Biosphere 2）。生物圈2号是与生物圈1号（地球本身）相区分而得名，建造在美国亚利桑那州的大沙漠。生物圈2号与周围环境没有物质交换，通过工程手段禁止了它与外界大气、土壤的物质交换，但允许太阳光进入供植物进行光合作用，还引入了电能供技术系统操作运转。由于氧气与二氧化碳的大气组成比例无法达到平衡，氧气未能顺利循环，导致生物圈2号实验失败。但生物圈2号对离开地球人类能否生存做了积极的探索，从侧面反映了地球仍是适合人类居住的星球，保护地球环境非常重要。