В біосфері постійно відбувається взаємодія між компонентами неживої і живої речовин. Це виражається в обміні речовини та енергії і супроводжується різними фізичними, хімічними, біологічними процесами. Природні і антропогенні забруднення перебувають також у постійній взаємодії: відбуваються певні хімічні перетворення речовин, окисно-відновні реакції, гідроліз і комплексоутворення, хімічне та бактеріальне вилуження, сорбція та інше.
У результаті хімічної взаємодії забруднювальних речовин відбувається їх трансформація з утворенням нових хімічних сполук – ксенобіотиків, які не рідко бувають ще токсичнішими, ніж забрудники. Яскравим прикладом таких штучно створених у природі сполук є нітрозаміни – продукти трансформації в грунті азотних добрив, трансформація хлорорганічних пестицидів у грунті. Забруднювальні речовини із грунту можуть переходити в рослини і далі по ланцюгах живлення в організми тварин і людей, де, накопичуючись, можуть визивати різні захворювання і навіть смерть.
Характерною особливістю літосфери є те, що забруднення переміщуються в ній природним шляхом значно повільніше, ніж у атмосфері і гідросфері. Тому відбувається концентрування забруднень і подальша міграція їх у різні середовища в процесі біологічного та геохімічного колообігів.