Einige Archaeen stellen ihre eigene Nahrung aus Sonnenlicht her, während andere chemische Verbindungen zur Energiegewinnung verbrauchen. Archaeen, die Nahrung aus Sonnenlicht herstellen, verwenden nicht denselben Photosyntheseprozess wie Pflanzen und Algen und setzen keinen Sauerstoff frei als Abfallprodukt.
Archaea, die Energie durch den Verbrauch von Sonnenlicht produzieren, werden als Phototrophe bezeichnet, während Archaeen, die anorganische Chemikalien verbrauchen, als Lithotrophe bezeichnet werden. Die dritte Gruppe, die Organotrophen, verbraucht organische Verbindungen. Keine bekannte Archaea-Art verwendet die traditionelle Photosynthese, wie sie in Pflanzen und Algen verwendet wird.
Lithotrophe Archaeen sind ein wichtiger Bestandteil von Pflanzenökosystemen. Diese Archaeen fixieren Stickstoff im Boden als Nebenprodukt des Verbrauchs und der Umwandlung von Ammoniak zu Energie. Andere Lithotrophe, wie die anaeroben Archaeen, die in Sümpfen leben, produzieren als Nebenprodukt Methan. Diese Archaeen sind die primären natürlichen Methanquellen.
Lithotrophe und organotrophe Archaeen können aufgrund von Temperatur, chemischer Zusammensetzung oder fehlendem Sonnenlicht in Umgebungen überleben, die keine andere Lebensform aufweisen. Ihre Fähigkeit, Chemikalien wie Ammoniak, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff zu verstoffwechseln, macht sie unabhängig von Sonnenlicht oder der Nahrungskette. Diese Organismen kommen in sauerstoffarmen Sumpfgewässern, Tiefseeschloten, Salzseen, geothermischen Quellen und anderen artenfeindlichen Gebieten vor.
