วัฏจักรลิเธียม (Li) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีของลิเธียมผ่านธรณีภาคและอุทกภาค

ในแผนภาพด้านบน แหล่งกักเก็บลิเธียมถูกอธิบายด้วยความเข้มข้น (ppm) และแสดงเป็นกล่อง^{[ 1 ]}ฟลักซ์แสดงด้วยลูกศรและมีหน่วยเป็นโมลต่อปี^{[ 2 ]}หินทวีปที่มีลิเธียมจะละลาย ทำให้ลิเธียมถูกถ่ายโอนไปยังแม่น้ำหรือแร่ทุติยภูมิ [ 2 ^]ลิเธียมที่ละลายในน้ำไหลบ่าจะเดินทางไปยังมหาสมุทร^{[ 2 ]}การปล่อยของเหลวจากปล่องไฮโดรเทอร์มอลมี^{ส่วน ทำให้เกิด แหล่ง}สำรองลิเธียมในมหาสมุทร ในขณะที่ลิเธียมถูกกำจัดออกจากมหาสมุทรโดยการก่อตัวของแร่ทุติยภูมิ^{[ 2 ]}

ลิเธียมมีการกระจายตัวอย่างกว้างขวางในธรณีภาคและเนื้อโลกในฐานะธาตุติดตามในแร่ซิลิเกต^{[ 1 ]} ความเข้มข้น ของลิเธียมจะสูงที่สุดในเปลือกโลกภาคพื้นทวีปและมหาสมุทรส่วนบนการผุพังทางเคมีที่พื้นผิวโลกทำให้ลิเธียมละลายในแร่ธาตุหลักและปล่อยลงสู่แม่น้ำและน้ำใต้ดิน ลิเธียมสามารถถูกกำจัดออกจากสารละลายได้โดยการก่อตัวของแร่ธาตุรองเช่น ดินเหนียวหรือซีโอไลต์^{[ 1 ]}ในทางตรงกันข้าม ในสภาพแวดล้อมพื้นผิวที่มีอุณหภูมิต่ำ ออกไซด์ของเหล็กมีผลกระทบต่อวัฏจักรลิเธียมอย่างจำกัด^{[ 3 ]}

แม่น้ำต่างๆ ไหลลงสู่มหาสมุทรในที่สุด โดยให้ลิเธียมจากทะเลประมาณ 50% ^{[ 2 ]}ส่วนที่เหลือของลิเธียมมาจากปล่องไฮโดรเทอร์มอลที่สันกลางมหาสมุทร ซึ่งลิเธียมถูกปล่อยออกมาจากเนื้อโลก^{[ 1 ]}การก่อตัวของดินเหนียวทุติยภูมิจะกำจัดลิเธียมที่ละลายในน้ำทะเลไปยังดินเหนียวที่เกิดขึ้นเอง^{[ 4 ]}และไปยังเปลือกโลกมหาสมุทรที่เปลี่ยนแปลงไป^{[ 1 ]}

ไอโซโทปลิเธียมมีศักยภาพที่จะใช้เป็นตัวติดตามทางธรณีเคมีสำหรับกระบวนการต่างๆ เช่น การผุพังของหินซิลิเกตและการรีไซเคิลเปลือกโลก/เนื้อโลก เนื่องจากมีการแยกไอโซโทปลิเธียม อย่างมีนัยสำคัญ ในระหว่างกระบวนการเหล่านี้^{[ 2 ]}