Kemosentez, güneş ışığını kullanan fotosentezin aksine, enerji kaynağı olarak kimyasal besinleri kullanır. Dünyadaki yaşamın çoğunun enerji elde etmek için fotosentez kullanmasına rağmen, bunun yerine kemosentezi kullanan kemosentetik ototrofiller olarak bilinen bakteri grupları vardır. .
Kemosentetik ototroflar, sülfatlar, amonyak ve metan gibi basit inorganik molekülleri oksitleyerek hayatta kalır. Bu onları azot döngüsünün önemli bir parçası yapar. Kemosentetik ototroflar çok zorlu ortamlarda yaşayabilir; Okyanus tabanındaki hidrotermal menfezlerin çevresinde birçoğu bulunur. İdeal koşullarda daha az gelişebilmeleri nedeniyle, kemosentezi yapabilen organizmaların, dünyanın en eski yaşam formlarından bazıları olduğuna dair yaygın bir inançtır.
