Chemosynteza to pierwsza forma samożywności, jaką się pojawiła w toku ewolucji. Przypomina nieco znaną każdemu fotosyntezę ale jest mniej skomplikowana. Przeprowadzają ja prokarionty: bakterie i archeony. Źrodłem energii koniecznej do asymilacji dwutlenku węgla (CO2) i przerobienia go na związki organiczne są dla mikrobów reakcje utleniania prostszych związków nieorganicznych lub najprostych organicznych połączeń węgla jak metan. Chemosynteza dostarcza niewiele biomasy, za to pełni istotną rolę w obiegu azotu, węgla, fosforu, siarki i inych ważnych biopierwiastków. Chemosyntyzę podzielono na dwie fazy: 1. utlenianie związku chemicznego ( co odpowieda fazie jasnej fotosyntezy, w którym dany organizm wytwarza energię użyteczną biologicznie (ATP lub GTP); 2. związanie CO2 i produkcja monosacharydów (analogicznie do fazy ciemnej fotosyntezy). Na dnie oceanów znajdują się tzw. oazy hydrotermalne, zagłębienia dna morskiego w ryftach grzbietów śródoceanicznych z wodą o wysokiej temperaturze i zasoleniu. Żyją tam osobliwe "robaki" zwane rurkoczułkowcami (Pogonophora), a także wyspecjalizowane gatunki małży i jamochłonów. Wszystkie te bezkregowce zawdzieczają swe istnienie symbiozie z chemosyntezującymi bakteriami. W ciele rurkoczułkowca czy głębinowego małża mikroby znajdują osłonę przed prądami wodnymi, a w jego krwiobiegu dwutlenek węgla i siarkowodór z podmorskich gejzerów. Za to wszystko rewanżują się oddając gospodarzom substancje organiczne. ;D
W głębinach mórz i oceanów nie ma odpowiedniej ilości tlenu aby rośliny mogły przeprowadzić proces fotosyntezy. Więc aby mieć wystarczającą ilość pokarmu przeprowadzają chemosyntezę. Ona jest jedynym źródłem pokarmu dla roślin wgłębi wód.
Chemosynteza polega na wstępnym utlenianiu związku nieorganicznego, np. amoniaku, kwasu azotawego i siarkowego. Energię która powstała w tym procesie wykorzystują następnie do asymilacji CO2. Chemosyntezę przeprowadzają np. bakterie siarkowe, żelaziste, wodorowe, azotowe. Proces ten ma ogromne znaczenie w przyrodzie, ponieważ niszczone są szkodliwe związki występujące w podłożu, a zarazem możliwe jest krążenie pierwiastków w biosferze.