Der Hauptunterschied zwischen autotrophen und heterotrophen Organismen besteht darin, dass erstere ihre eigene Nahrung produzieren, während letztere auf andere Organismen als Nahrung angewiesen sind. Autotrophe produzieren organische Nährstoffe aus einfachen anorganischen Quellen wie Kohlendioxid . Heterotrophe können aus anorganischen Substanzen keine organischen Verbindungen herstellen.
Autotrophe werden auch als „Primärproduzenten“ oder „Selbstfresser“ bezeichnet. Sie produzieren Energie durch Photosynthese und Chemosynthese. Photoautotrophe nutzen Sonnenlicht oder chemische Energie, um Wasser und Kohlendioxid in Glukose (d. h. Zucker) umzuwandeln, die ihnen Energie liefert und Zellulose für die Zellwände herstellt. Beispiele für Photoautotrophe sind Pflanzen, Algen, Phytoplankton und eine kleine Anzahl von Bakterien.
Chemoautotrophe nutzen Energie aus chemischen Reaktionen, typischerweise zwischen Schwefelwasserstoff und Sauerstoff, um Nahrung zu produzieren. Ihre wichtigste Kohlenstoffquelle ist Kohlendioxid. Beispiele für Chemoautotrophe sind Bakterien in heißen Wasserquellen, hydrothermale Quellen im Meeresboden und solche in aktiven Vulkanen.
Heterotrophe hängen von der organischen Substanz ab, die von anderen Organismen produziert wird. Photoheterotrophe nutzen Sonnenlicht zur Energiegewinnung, können aber Kohlendioxid nicht als Kohlenstoffquelle nutzen. Sie gewinnen Kohlenstoff aus Fettsäuren, Alkohol und Kohlenhydraten. Beispiele für Photoheterotrophe sind Heliobakterien, grüne Nicht-Schwefel-Bakterien und violette Nicht-Schwefel-Bakterien.
Chemoheterotrophe gewinnen Energie durch den Verzehr lebender oder toter Organismen. Tiere, Bakterien, Pilze und fast alle Krankheitserreger gehören in diese Kategorie.