分解过程中，无机元素从有机物残体中被释放出来，这与光合作用过程中无机元素的固定正好相反。同样，就能量而言，分解过程是释放能量的过程，而光合作用是储存太阳能的过程。

生态系统分解过程复杂而缓慢，是淋溶、破碎化和化学变化三个过程的综合。①淋溶过程指通过水分的淋溶，将矿质离子和可溶性物质从有机物转移到周围环境中，这些可溶性物质随后可以被生物有机体吸收，与土壤矿质元素发生反应，或者以溶解状态从系统损失掉，该过程是物理过程。②破碎化过程指通过物理机械作用和土壤动物的破碎化，大块的有机物被裂解成小块有机物碎屑，这些小块有机物既为土壤动物提供了食物来源，又为微生物的生长提供了新的微环境。土壤动物的排泄物也会与正在分解的有机物混合到土壤中，更易被细菌和真菌微生物分解者所利用。③有机质残体的化学变化过程主要受到土壤微生物活动的影响，而真菌和细菌是有机物残体最主要的分解者。有机物可以在微生物胞外酶的作用下分解，从聚合体变成单体，进而分解为无机组分。在自然生态系统中，这三个过程交叉进行、相互影响。

物理环境、底物质量以及微生物群落是调控分解过程的重要因素。

物理环境主要包括：①温度。温度可以通过影响微生物活性直接地影响分解作用，也可以通过改变蒸发和蒸腾过程而改变土壤湿度，从而间接地影响分解作用。②水分。适宜的土壤水分会促进微生物活动，土壤水分过低时会对微生理活动造成水分胁迫，而当土壤水分过高时则可能造成厌氧环境，后两者都会抑制微生物分解作用。通常，相同标准的底物在温暖潮湿的环境中分解更快，而在寒冷干旱的环境中分解相对较慢。

底物的质量对分解过程起到了重要的化学控制作用。在特定气候条件下，由于底物化学性质的差异，其分解速率可相差数倍。碳氮比常被用于评估底物质量，该比值越低，底物质量越高，分解速率越快。在大多数自然生态系统中，有机物残体的碳化学特征在决定其分解速率时起到更重要的作用，而有机物残体的氮浓度对分解速率的影响较小。在较难分解的植物残体中，木质素的浓度或木质素与氮的比值也常能较好地预测分解速率，该比值越高，分解速度越慢。

微生物群落组成对分解过程有重要影响。不同的微生物产生的酶的种类和数量存在差异，比如少数细菌只能产生分解过程所需的某些酶，并不能完全分解有机物残体，而木质素降解真菌则对木质素分解起主要作用。因此微生物群落组成的改变会通过影响酶产生的种类和速率，进而影响有机物残体的分解速率。

生态系统分解过程降解有机物残体，最终将碳以气体形式释放到大气中，同时释放可被植物和微生物吸收利用的营养元素。如果没有分解过程或者分解过程受阻，生态系统中将迅速累积大量有机物残体，使得营养元素以不能被植物利用的形式累积，甚至导致大气二氧化碳最终耗尽。因此，分解过程影响着全球生态系统碳、氮等物质循环过程。