תוֹכֶן
פחמן כל כך חשוב לחיים שתושבי כדור הארץ נקראים לפעמים צורות חיים מבוססות פחמן. אוטוטרופים הם האורגניזמים המסוגלים להפיק פחמן מהאטמוספרה ולהפוך אותו לרכיבים עשירים באנרגיה, בעוד שהטרוטרופים הם אורגניזמים שאינם מייצרים מזון משלהם, והם זקוקים להשגתו על ידי צריכת חומרים אחרים - לעיתים קרובות זהים המיוצרים על ידי אוטוטרופים.
אוטוטרופים
אורגניזמים אוטוטרופיים מכונים "יצרנים" מכיוון שהם יוצרים מזון משלהם; פירוש המילה "אוטוטרופי" ביוונית הוא "האכלה עצמית". מספר קטן של חיידקים, כולל קבוצת הארכיא הקדומים, מסוגלים לייצר מזון מגופרית או מתגובות כימיות אחרות, אך רוב האוטוטרופים תלויים באור השמש. כתוצאה מכך הם מכונים "פוטוטרופים", קבוצה הכוללת חיידקים וצמחים אוטוטרופיים אחרים.
פוטוסינתזה
אחת השיטות הנפוצות ביותר באוטוטרופים נקראת "פוטוסינתזה". בתהליך זה מולקולות מיוחדות לוכדות פחמן מהאוויר וקושרות אותו למים תוך שימוש באנרגיה שמייצרת אור השמש. בהתאם לטרמינולוגיה מדעית סטנדרטית, מולקולות המשתמשות במים הן "הידרטים" והתרכובת הפחמנית הנוצרת היא "פחמימות". כאשר התהליך הפוטוסינתטי מוציא פחמנים מהאוויר וממיר אותם לצורה מוצקה, זה נקרא "קיבוע פחמן". היכולת לתקן פחמן היא ההבדל העיקרי בין אוטוטרופים להטרוטרופים.
הטרוטרופים
מרבית צורות החיים, כולל רוב החיידקים, אינן מסוגלות לתקן פחמן ועליהן להשיג את האנרגיה שלהן על ידי צריכת תרכובות אורגניות המיוצרות על ידי אוטוטרופים, או בהתאם להפחתת הגופרית או המימן. בעלי חיים, כולל אנשים, נמצאים בקבוצה הראשונה, יחד עם פטריות ואורגניזמים חד תאיים ללא גרעין תא. הטרוטרופים רבים מסוגלים לצרוך את הפחמימות המיוצרות על ידי אוטוטרופים, ולכן הם חלק ממעגל פחמן גדול, הכרוך ברוב צורות החיים.
מיקסוטרופים
לא כל האורגניזמים נופלים לחלוקה בין אוטוטרופים להטרוטרופים. אם אורגניזם צריך לייצר את תרכובת הפחמן שלו במקום זה המיוצר על ידי אחרים, הוא נקרא אוטוטרוף "מאולץ". עם זאת, כמה חיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים יכולים להשיג פחמן על ידי פעילות אוטוטרופית או תלויים בחומרים אורגניים אחרים לשם כך. לאורגניזמים אלה שמות מדעיים מורכבים אחרים, המבוססים על האופי המדויק של ייצור האנרגיה שלהם, אך הם נכנסים לקטגוריה הכללית של "מיקסוטרופים" המשלבים פעילויות אוטוטרופיות והטרוטרופיות.