人工鱼礁生态系统内的物质通过食物网不断循环的过程，是人工鱼礁生态系统的基本功能。物质循环是鱼礁区生态系统持续存在的基本条件之一。在循环尺度上，礁区物质循环属于局域循环，但在循环形式上，其与全球生物地球化学循环具有一定相似性，也包括水循环、碳循环、氮循环、磷循环和硫循环等。人工鱼礁生态系统作为一种特殊的生态系统，系统演替过程往往是结构趋于复杂、物种多样性增加、功能更完善和稳定性更强，并具有特定的物质循环和能量流动特点。在人工鱼礁区，除浮游植物、大型藻类及捕获的鱼、虾等可去除水体中的氮磷外，人工鱼礁上的附着生物对氮磷的去除效果也比较明显，上升流能将海域底层的营养盐向表层水体输送，加快营养物质循环速度，提高海域的基础饵料水平，使礁区成为鱼类的聚集地。鱼礁区的大型藻类、贝类等，又可以固定海洋中的碳元素，在全球碳循环中扮演重要角色。

生态工程的主导过程是生物再生产，生态工程的目的在于加强并丰富这一再生过程。如同能量那样，营养物质也是所有生物再生过程得以正常运行的基础。生态工程中的物质循环和平衡分析，对于正确评价该系统很重要。

鱼礁生态工程系统的营养物质输入量和输出量。鱼礁生态工程由若干亚系统组成。亚系统的营养物质各有不同的输入和输出结构。这种现象的形成主要是由于不同的亚系统具有不同的功能特征，而不同的营养物质又具有各不相同的循环特性所致。主要有初级生产亚系统营养物质的输入和输出、水产养殖业和加工业亚系统的营养物质输入和输出。

营养物质循环和平衡的分析。在测定了鱼礁生态工程中所包含的各组分或亚系统的营养物质输入和输出量后，就可以对该生态工程的营养物质循环和平衡做出具体分析。

营养物质输入和输出结构的分析。通过分别确定鱼礁生态工程中各组分或亚系统的营养物质的总输入和输出量，以及各种输入（或输出）分别占该亚系统总输入（或总输出）量的百分比，可得出各组分或亚系统营养物质的输入和输出结构。

营养物质的平衡条件。鱼礁生态工程中的营养物质平衡分析，就是对各组分或亚系统的营养物质输入和输出的关系进行剖析，并根据分析结果对各组分或亚系统的营养物质平衡状况做出评价。