關鍵區涵蓋地表植物至地下土壤、風化帶、新鮮基岩至地下水循環底部的區域，其特徵受到地體構造運動、地形、風化、侵蝕、生物作用交互影響，造成物質、能量快速的交換，對於元素的循環、地形的演化、生態的穩定度、甚至海洋化學的特徵與演化，扮演了關鍵的角色，更與人類生活息息相關。本課程目的是培養學生了解關鍵區碳循環的驅動作用，並透過野外實作，熟悉量化關鍵區儲庫碳循環通量的技術與應用。本課程屬於『關鍵區科學』領域學程的一環，並與其他地球化學領域學程有關。
本課程的進行包括六次講授課程（每次三小時）與五天的野外實作，課程內容的規劃如下：

講授課程
一、關鍵區基本概念、碳化學
二、生物地球化學基本概念
三、同位素地球化學基本概念
四、風化作用與碳循環
五、岩石源的碳氮循環
六、地下水作用、水氣交換

野外實作
一、河水流速、流量測量
二、河水樣本採集、二氧化碳與氧氣分壓測量
三、地下井水採集、二氧化碳與氧氣分壓測量
四、岩層與土壤二氧化碳分壓測量
五、水氣交換常數測量