Chemoautotrophe gewinnen Energie, indem sie Sauerstoff oder Verbindungen mit hohem Sauerstoffgehalt verwenden, um Schwefelverbindungen, Wasserstoff, elementaren Schwefel, Ammoniak oder Metalle zu oxidieren oder Elektronen daraus zu entnehmen. Sie verwenden einen Teil der Energie, die aus diese Oxidationsreaktionen, um organische Verbindungen aus Reaktionen mit Kohlendioxid zu erzeugen.
Wie photosynthetische Organismen wie Pflanzen und Algen beziehen Chemoautotrophe ihre Energie nicht durch den Verzehr anderer Organismen. Chemoautotrophe sind ausschließlich Bakterien und leben normalerweise in der Nähe von hydrothermalen Schloten in der Tiefsee. Solche Umgebungen erhalten kein Sonnenlicht und können daher die Photosynthese nicht unterstützen. In den meisten Bereichen des tiefen Meeresbodens bedeutet dies, dass sich die einzigen überlebenden Organismen von Abfällen und anderen Trümmern von viel näher an der Oberfläche ernähren.
Um hydrothermale Quellen herum sind jedoch Chemoautotrophe, die Energiequellen aus der Tiefe der Erde erhalten, die Produzenten ihrer eigenen Ökosysteme. Heiße thermische Entlüftungsöffnungen enthalten Schwefel und andere Verbindungen, die für viel Energie oxidiert werden können. Kühlere, langsamer fließende Entlüftungsöffnungen geben mehr gelöste Metalle ab. Metalle sind eine viel weniger effiziente Energiequelle. Die Bakterien, die diese Metalle wie Eisen verarbeiten, wachsen in Matten, die schnell große Mengen Rost ansammeln. Die Bakterien müssen so viele Metalle verarbeiten, dass der überwiegende Teil der Masse jeder dieser Matten aus diesem Eisenoxid besteht.
