Автотроф - это организм, который производит сложные органические соединения (например, углеводы, жиры и белки) из простых неорганических молекул с использованием энергии света (фотосинтеза) или неорганических химических реакций (хемосинтеза). Таким образом, автотрофы не используют органические соединения как источник энергии или источник углерода. Они способны расщеплять молекулы углекислого газа для производства органических соединений. За счет замещения диоксида углерода и создания низкоэнергетических соединений автотрофы создают запас химической энергии. Большинство из них используют воду в качестве восстановителя, но некоторые могут использовать и другие соединения водорода, например, сероводород.

Автотрофы подразделяются на фототрофы и литотрофы (хемотрофы). Фототрофы используют свет как источник энергии, а литотрофы окисляют такие неорганические соединения, как сероводород, элементарную серу, аммиак и двухвалентное железо.

Автотрофы имеют основополагающее значение для пищевых цепей всех экосистем в мире. Они берут энергию из окружающей среды в виде солнечных лучей или неорганических химических веществ и используют ее для создания богатых энергией молекул. Этот механизм называется первичной продукцией. Другие организмы, называемые гетеротрофами, используют автотрофы в качестве пищи для поддержания жизнедеятельности. Таким образом, гетеротрофы (все животные, почти все грибы, а также большинство бактерий и простейших) зависят от автотрофов. Гетеротрофы получают энергию за счет расщепления органических молекул (углеводов, жиров и белков), полученных через пищу. Итак, именно автотрофы являются первым ярусом в пищевой пирамиде, а также первичными продуцентами органических веществ в биосфере.