El metabolismo urbano es el intercambio de materia, energía e información que se establece entre el asentamiento urbano y su entorno natural o contexto geográfico. La biosfera, como todo sistema abierto, intercambia sustancias y disipa energía, por lo que es tan importante el sistema como el medio. Este sistema está formado por el hombre, sus máquinas y sus redes de comunicación.
El metabolismo urbano determina nuestras exigencias de materias primas y el impacto que su empleo tiene en la biosfera, ayudándonos a comprender las relaciones entre estos materiales y los procesos sociales.
Se desprende de este panorama que el metabolismo urbano es algo azaroso e incontrolado. Pero la concentración de poblaciones millonarias que utilizan los recursos naturales y producen desechos, convierte este tema en algo de importancia vital. De este modo, el metabolismo urbano ha de ser necesariamente sostenible.

El metabolismo urbano no es un concepto nuevo. El botánico valenciano José Antonio de Cavanilles lo desarrollaba en el siglo XVIII, sin darle este nombre, cuando hablaba de que el material de deshecho de la ciudad de Valencia se reutilizaba en la Huerta que la rodea para producir los alimentos que sus habitantes consumen. A esto hoy se le llama economía circular.