Хемосинтез — тип автотрофного питания, свойственный некоторым бактериям, способным усваивать $CO_{2}$ как единственный источник углерода за счёт энергии окисления неорганических соединений. Окисляя неорганические вещества, хемосинтетики получают восстановительные эквиваленты (в виде НАДН) и энергию, которая запасается в виде АТФ, за счёт переноса электронов по цепи дыхательных ферментов, встроенных в клеточную мембрану бактерий. Биосинтез органических соединений при хемосинтезе осуществляется так же, как при фотосинтезе, в результате автотрофной ассимиляции $CO_{2}$. Бактерии, способные к хемосинтезу, не являются единой группой. Они могут окислять водород, восстановленные соединения серы, аммиак, нитриты, железо, марганец и др.