Chemoautotrofy uzyskują energię dzięki użyciu tlenu lub związków o wysokiej zawartości tlenu w celu utlenienia lub pobrania elektronów ze związków siarki, wodoru, siarki elementarnej, amoniaku lub metali. Wykorzystują część energii uzyskanej z te reakcje utleniania do tworzenia związków organicznych z reakcji z dwutlenkiem węgla.
Podobnie jak organizmy fotosyntetyczne, takie jak rośliny i glony, chemoautotrofy nie uzyskują swojej energii poprzez spożywanie innych organizmów. Chemoautotrofy są wyłącznie bakteriami i zwykle żyją wokół otworów hydrotermalnych w głębokim oceanie. Takie środowiska nie otrzymują żadnego światła słonecznego i dlatego nie mogą wspierać fotosyntezy. W większości obszarów głębokiego dna oceanu oznacza to, że jedyne organizmy, które przeżywają, żywią się odpadami i innymi odpadami z dużo bliższej powierzchni.
Wokół kominów hydrotermalnych chemoautotrofy odbierające źródła energii z głębi ziemi są producentami dla własnych ekosystemów. Gorące otwory termiczne zawierają siarkę i inne związki, które można utlenić za dużo energii. Chłodniejsze, wolniej płynące otwory wydzielają więcej rozpuszczonych metali. Metale są znacznie mniej wydajnym źródłem energii. Bakterie, które przetwarzają te metale, takie jak żelazo, rosną w matach, które szybko gromadzą duże ilości rdzy. Bakterie muszą przetwarzać tak dużo metali, że ogromna większość masy którejkolwiek z tych mat składa się z tego tlenku żelaza.
