Les chimioautotrophes obtiennent de l'énergie en utilisant de l'oxygène ou des composés à haute teneur en oxygène pour oxyder ou retirer des électrons de composés soufrés, d'hydrogène, de soufre élémentaire, d'ammoniac ou de métaux. Ils utilisent une partie de l'énergie obtenue à partir de ces réactions d'oxydation pour créer des composés organiques à partir de réactions avec le dioxyde de carbone.
Comme les organismes photosynthétiques tels que les plantes et les algues, les chimioautotrophes n'obtiennent pas leur énergie en consommant d'autres organismes. Les chimioautotrophes sont exclusivement des bactéries et vivent généralement autour des sources hydrothermales dans les profondeurs de l'océan. De tels environnements ne reçoivent aucune lumière du soleil et ne peuvent donc pas supporter la photosynthèse. Dans la plupart des zones des grands fonds océaniques, cela signifie que les seuls organismes qui survivent se nourrissent de déchets et d'autres débris provenant de beaucoup plus près de la surface.
Autour des sources hydrothermales, cependant, les chimioautotrophes recevant des sources d'énergie des profondeurs de la terre sont les producteurs de leurs propres écosystèmes. Les évents thermiques chauds contiennent du soufre et d'autres composés qui peuvent être oxydés pour une grande quantité d'énergie. Les évents plus froids et à débit plus lent émettent plus de métaux dissous. Les métaux sont une source d'énergie beaucoup moins efficace. Les bactéries qui traitent ces métaux, comme le fer, se développent dans des tapis qui accumulent rapidement de grandes quantités de rouille. Les bactéries doivent traiter une telle quantité de métaux que la grande majorité de la masse de l'un de ces tapis est constituée de cet oxyde de fer.
