Lá rụng không chất đống mãi mãi. Nấm, vi khuẩn và động vật không xương sống phân hủy chúng, giải phóng chất dinh dưỡng trở lại đất. Những sinh vật này là sinh vật phân hủy. Chúng ăn chất hữu cơ chết từ thực vật và động vật, phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các dạng đơn giản hơn mà thực vật có thể hấp thụ. Nếu không có chúng, carbon và nitơ sẽ bị giữ lại trong mô chết, và sự sống sẽ bị đình trệ.

Các sinh vật phân hủy chiếm một vị trí đặc biệt trong chuỗi thức ăn. Chúng không hoàn toàn là sinh vật sản xuất hay sinh vật tiêu thụ. Chúng tái chế. Nấm lan rộng mạng lưới sợi nấm trong đất và gỗ, tiết ra các enzyme tiêu hóa vật chất bên ngoài cơ thể chúng. Vi khuẩn hoạt động ở quy mô nhỏ hơn, phân giải các hợp chất từng phân tử một. Các sinh vật ăn mùn bã hữu cơ như giun đất, cuốn chiếu và mối gỗ phân mảnh vật chất chết, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho vi sinh vật hoạt động. Cùng nhau, các sinh vật này biến cái chết thành sự sống mới.

Các sinh vật phân hủy phổ biến

• Nấm: nấm ăn, mốc và sợi nấm.
• Vi khuẩn: vi sinh vật trong đất và đường ruột.
• Các loài ăn mùn bã hữu cơ: giun đất, cuốn chiếu, bọ chân đốt.
• Một số loài côn trùng và ấu trùng của chúng.

Quá trình phân hủy diễn ra chậm trong điều kiện lạnh hoặc khô và nhanh trong điều kiện ấm áp, ẩm ướt. Đó là lý do tại sao đất rừng nhiệt đới mỏng và nghèo chất dinh dưỡng mặc dù cây cối tươi tốt mọc phía trên. Chất dinh dưỡng nằm trong cây sống, chứ không phải trong đất.