Les bactéries autotrophes comprennent les cyanobactéries, les bactéries sulfureuses vertes, les bactéries violettes, les halophiles et les méthanogènes. Ces bactéries, ainsi que plusieurs types de plantes et de champignons, ont la capacité de produire leur propre nourriture par photosynthèse. Ils utilisent de la lumière, de l'eau et du dioxyde de carbone ou d'autres produits chimiques pour transformer la lumière du soleil en glucose, un type de sucre utilisé ensuite pour produire de l'énergie.
Les cyanobactéries, également appelées algues bleu-vert, sont parmi les types les plus courants de bactéries autotrophes. Ces organismes ne sont pas liés à d'autres types d'algues mais vivent néanmoins dans des environnements aquatiques, tels que les lacs et les océans, et produisent de la nourriture en utilisant la lumière du soleil. Les cyanobactéries, comme les plantes, contiennent des structures cellulaires appelées chloroplastes, qui leur permettent d'effectuer la photosynthèse. Les cyanobactéries sont parmi les organismes vivants les plus anciens sur terre avec des fossiles datant de plus de 3,5 milliards d'années. Alors que les cyanobactéries créent de l'énergie en utilisant la photosynthèse, d'autres dépendent de la chimiosynthèse pour fabriquer leur nourriture. Selon National Geographic, la plupart des bactéries autotrophes qui utilisent la chimiosynthèse vivent profondément sous la surface de la mer et s'installent dans des suintements froids. Les suintements froids sont essentiellement des grottes sous-marines qui contiennent un mélange de produits chimiques, principalement du sulfure d'hydrogène et du méthane, dont ces bactéries ont besoin pour la chimiosynthèse. La plupart des bactéries autotrophes vivent dans des régions plus froides, à l'exception des bactéries vertes sulfureuses, qui prospèrent dans les sources chaudes et les eaux chaudes.