Les producteurs primaires, ou autotrophes, constituent le premier niveau trophique de tous les réseaux trophiques. Les autotrophes sont des organismes qui produisent leur propre énergie à partir de substances inorganiques, telles que le dioxyde de carbone et l'eau. Les principaux producteurs de nombreux réseaux trophiques sont les plantes vertes.
Seuls 10 % de l'énergie du premier niveau trophique sont transférés au suivant ; par conséquent, seulement 10 pour cent de l'énergie produite par les producteurs primaires est transmise aux consommateurs primaires, ou aux organismes qui consomment les producteurs primaires. Étant donné que seule une petite quantité de l'énergie d'origine produite est conservée par les consommateurs primaires, il doit exister beaucoup plus de producteurs primaires pour soutenir un plus petit nombre de consommateurs primaires.
Les producteurs les plus connus sont les plantes vertes. Ils absorbent l'énergie du soleil pour combiner le dioxyde de carbone et l'eau en glucose, un sucre utilisé comme énergie dans de nombreux organismes. Ce processus est appelé photosynthèse.
D'autres autotrophes utilisent l'énergie des composés contenant du soufre ou de l'azote au lieu de la lumière du soleil pour alimenter leur processus de production d'énergie. Ces autotrophes, appelés chimioautotrophes, fabriquent leur propre énergie par chimiosynthèse. Les chimioautotrophes sont généralement les producteurs dans des environnements hostiles, tels que les évents marins profonds et les sources chaudes qui contiennent des réseaux trophiques plus non conventionnels. Les bactéries sont les chimioautotrophes dans ces endroits. Certaines de ces bactéries ne peuvent pas survivre en présence d'oxygène, elles vivent donc là où l'oxygène est absent.