Los quimiótrofos son organismos que obtienen energía por la oxidación de donantes de electrones de sus entornos. Estas moléculas pueden ser orgánicas (quimioorganótrofos) o inorgánicas (quimiolitótrofos). La designación de quimiótrofos contrasta con la de fotótrofos, que utilizan la energía solar para la obtención de energía. Los quimiótrofos se pueden subdividir en quimioautótrofos o quimioheterótrofos.

Al igual que los fotoautótrofos (como algas y plantas) los quimioautótrofos utilizan el CO2 como fuente principal de carbono, pero a diferencia de ellos, no utilizan la luz como fuente de energía sino que la obtienen por oxidación de compuestos inorgánicos reducidos, tales como NH3, NO2-, H2, formas reducidas del azufre (H2S, S, S2O3-) o Fe2+. Su carbono celular deriva del CO2 y es asimilado mediante las reacciones del ciclo de Calvin, de modo análogo a las plantas. La mayoría de los quimioautotrofos son extremófilos, bacterias o arqueas que viven en entornos hostiles (como fumarolas de las profundidades marinas) y son los principales productores de esos ecosistemas.

Por el contrario, los organismos quimioheterótrofos (o simplemente heterótrofos), como los animales y los hongos, oxidan moléculas orgánicas reducidas, como la glucosa (vía glucólisis), los triglicéridos (vía beta oxidación) o los aminoácidos (vía desaminación oxidativa) para obtener energía metabólica (ATP) y poder reductor; además, son incapaces de usar del CO2 como fuente de carbono.

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