新陈代谢广泛存在于自然循环演化之中。人类和动物呼出的二氧化碳能被植物吸收并用于生长，废物成了营养。在农业社会早期，游牧民用的东西几乎均取自于自然，丢弃后也易于自然界分解和“消化”，回归土壤成为养分，并不穷尽地力，有些地方还采取轮作措施以恢复地力。随着人口增加和城镇化的推进，人们越来越集中居住到城镇，从土壤中攫取的养分越来越多，消耗的资源规模越来越大，废物扔到地面，超过自然界的吸收和同化能力，甚至不再回归自然成为养分，许多工业产品也打破了自然循环。
自然循环是循环经济之师。以蚂蚁为例。蚂蚁几乎栖息于地球的每一寸土地，从荒芜的沙漠到繁华的城市，正如人类足迹遍及地球的每个角落。蚂蚁的日常生活有，安全而有效地处理自己及其他物种的废物；在种植与收获食物的同时，滋养其赖以生存的生态系统；用可循环的材料建造房子、农场、垃圾场、墓地、住宅和食物储备设施；制造健康、安全和可生物降解的消毒剂和药物，以及土壤团粒结构维护等。蚂蚁生产和使用的东西均能融入“从摇篮到摇篮”的自然循环，返回土壤时能继续提供养分；自身生存需要的养分也从循环过程中获得。白蚁堆构造已被效仿于建筑；钢铁和水泥高炉可起到城市“清道夫”作用；清道夫是草原里吃动物粪便的一种昆虫，城市也需要这种“清道夫”；这就是工信部等部门推进的协同处理路数。北京金隅水泥厂利用窑炉协同处理废物，为建材企业发展循环经济、污水处理厂的污泥处理、有毒有害废物处理等拓展了新的发展空间。
效法自然，将自然循环用于生态设计，除考虑功能、质量、成本等因素外，还应考虑环境友好，使得从采矿、原料提炼、材料加工、部件制造、装配、包装、运输、使用、废弃后的回收、再利用和处理处置等全生命周期的环境负荷最小；产品尽可能可拆卸、可回收、模块化，废弃后不作为垃圾排入环境，而是通过回收、分选、分解、再制造等途径重新用于产品生产，使绿色产品物质流融入自然循环；生态设计还须兼顾安全和品质等要素。
集群是一种自然现象，也是循环经济的生态工业园布局参照。循环经济，通过物质循环和能源梯级利用，实现资源消耗和废物排放最少化，进而构建可持续的经济、社会和生态关系，是从大量开采、大量生产、大量废弃的线性模式到循环模式的转变，是转变生产方式的重要途径，这也是由公司、大学及科技部、环保部专家在实践基础上倡导的发展模式。生态工业园，是一个提供独特的机会刺激新技术研发以适合特殊需要，能提供激励和机会更系统地考虑技术，并更好地加以应用的场所。1996年，美国总统可持续发展理事会给出的生态工业园定义是：企业和社区通过合作，有效分享信息、材料、水、能源、基础设施和动物栖息地等资源，提高经济效益，改善环境质量，人力资源也得到公平有效利用。生态工业系统是在生态工业园中固化的新型企业组织形态（生态工业园将具有物质联系的企业聚集在一定空间内，没有空间集聚的称为虚拟园区）；通过物质循环和能量的物理、化学相互联系和相互作用，组成结构与功能协调的共生网络系统，实现污染物“零排放”。生态工业的发展，在政府机关、社区成员、商业和工业开发者间形成伙伴关系，推进废物和资源之间的联系和转换，促进商业和社区之间互相影响的联网。
生态工业园所涉及的领域和共性技术主要有：
信息化技术。“互联网＋”对于生态工业园的发展极为重要。在开发副产品的可能供应者和用户关系上，信息共享有助于入园企业联网补链，也有助于共同开拓市场。
能源。能源对生态工业园的发展似乎最为重要。生态工业园中可以推广的能源技术主要有热电联产、能源回收、替代能源等，我国一些园区企业已通过热能利用有效联网。
水。水的分级利用和重复使用可为参与者带来效益。企业在制造中需要大量用水，循环利用可以减少水的需求，并将排水处理系统和生态系统的数量减到最少。
回收、再利用、循环和替换。生态工业园，大多围绕废物和副产品的循环利用开发出适用的技术和新工艺。废物和材料交换的关键是，预处理或分解成为其他用途的原料。
运输。运输是非点源污染物和温室气体等的主要排放者。园区人口和货物的科学运输方法，使用清洁燃料的交通工具（如电动车），应用复杂的物流管理系统，包括货物和服务的即时递送等，可降低生态工业园的环境负面影响。
环境监测。随着环境标准和规则的持续改进，有效的环境监测技术非常必要。通过监测向规则制定者和公众提供环境信息，可以减少由于许可共享中出现的可能问题，也是生态工业园企业及利益相关者判断生态工业园环境绩效的依据。
循环经济关键共性技术的不断发展，是工业体系的决定性（但不是唯一）因素，有利于从生物体系的自然循环中获得启示，把现有的工业体系改造成可持续体系。代谢常常出现于循环经济的研究之中。产业生态学，有人称之为工业生态学，是关于工业体系的组成部分及其与生物圈关系的全面、一体化的分析工具，考察与人类活动相关的物质和能量流动与储存变化，用非物质化的价值准则考察经济。《产业生态学》一书的作者苏伦·埃尔克曼认为，产业生态学是一个类比概念：工业生态系统与自然生态系统之间的类比不一定完美无缺，但如果工业体系模仿生物界的运行规律，人类将受益无穷。
美国麻省理工、耶鲁等大学开设了产业生态学课程，康奈尔开设的时间更早。据悉，欧盟国家研究者将循环经济、固废管理、蓝色经济等统一于循环经济名下。循环经济理念被越来越多的国家（如美国、日本、德国、瑞士、瑞典等）、国际组织（如联合国可持续发展委员会、联合国环境署等）以及跨国公司（如通用、壳牌公司、ABB、道尔化学、加拿大水电）和中小企业联合会所重视。国内的清华大学以及一些理工科大学也相继开设了循环经济课程。2005年，本人在《循环经济学》中提出，中国循环经济发展推动了国际研究。现今看来，国外的理论研究已经走在了前面。许多问题仍需要深入研究，毕竟现行理论、政策、法规、标准、管理和文化等，或多或少地阻碍循环经济的发展。
循环经济的发展需要技术进步。一是转变观念，从不顾不管资源环境因素向“从摇篮到坟墓”、乃至“从摇篮到摇篮”转变。工业发展依赖于自然界中土地、水、煤炭、矿产、森林、粮食等资源，生产满足社会需求的各种商品，带来了积极的、革命性的大量变化，人们的物质需求得到极大满足，生活水平得到普遍提高，医疗和保健条件明显改善；信息通讯技术进步不仅使“地球村”成为现实，也使人们的生活更加方便、更加舒适，人的平均寿命大大延长。但是，传统的工业体系是一种线性的、单向的“从摇篮到坟墓”模式，自然资源经过开采，制成产品并销售给消费者，最后在某种“坟墓”（通常是垃圾填埋场或者焚烧）中处理，这是制造业的惯常做法，尽管已经比不考虑垃圾处理处置先进多了。据估计，美国用于耐用消费品生产所开采的资源，90％以上的几乎立即成了废物。有的产品寿命很短，与其费尽周折去修理，不如买贵的新款便宜。许多产品在设计时就隐含“过时”成分，计算机更新换代就是如此。产品设计本身存在的原则缺陷，是当前出现的一系列灾难性环境问题的根源，我们不能把这种设计理念传递下去了，而要创新思路、创新模式。二是根据形势发展需要，不断调整和完善相关法律法规和标准，以推进节能、节水、资源综合利用、环保产业等的发展。三是将环境无害化技术纳入生产体系，予以统筹考虑和系统优化，加大先进适用技术的开发和应用力度，并尽可能经济地解决环境问题。
