I chemioautotrofi ottengono energia utilizzando ossigeno o composti ad alto contenuto di ossigeno per ossidare o prendere elettroni da composti solforati, idrogeno, zolfo elementare, ammoniaca o metalli. Usano parte dell'energia ottenuta da queste reazioni di ossidazione per creare composti organici da reazioni con anidride carbonica.
Come gli organismi fotosintetici come le piante e le alghe, i chemoautotrofi non ottengono la loro energia consumando altri organismi. I chemioautotrofi sono esclusivamente batteri e abitano abitualmente attorno a prese d'aria idrotermali nell'oceano profondo. Tali ambienti non ricevono alcuna luce solare e quindi non possono supportare la fotosintesi. Nella maggior parte delle aree del fondo oceanico profondo, questo significa che gli unici organismi che sopravvivono si nutrono di rifiuti e altri detriti da molto più vicino alla superficie.
Intorno alle bocche idrotermali, tuttavia, i chemoautotrofi che ricevono fonti di energia dal profondo della terra sono i produttori dei loro ecosistemi. Gli sfiati termici caldi contengono zolfo e altri composti che possono essere ossidati per una grande quantità di energia. Le bocchette più fredde e più lente emettono metalli più disciolti. I metalli sono una fonte di energia molto meno efficiente. I batteri che processano questi metalli, come il ferro, crescono in tappetini che accumulano rapidamente grandi quantità di ruggine. I batteri devono elaborare così tanto dei metalli che la maggior parte della massa di una di queste stuoie è costituita da questo ossido di ferro.
