Chemotrophie, eine Ernährungsform von Organismen. Chemotrophe Organismen gewinnen ATP durch Oxidation anorganischer oder organischer Substrate und assimilieren Kohlendioxid auf Kosten der hierbei gewonnenen Oxidationsenergie (Chemolithotrophie).
Bakterien, die ihre Energie durch Oxidation anorganischer Verbindungen (z.B. anorganische Wasserstoffdonatoren) gewinnen, sind lithotroph bzw. chemolithotroph (chemolithoautotropher Metabolismus). Beispiele: a) Nitrosomas, das Ammoniak zu Nitrit und Nitrat oxidiert; b) Hydrogemonas, das gasförmigen Wasserstoff mit Sauerstoff oxidiert; c) Thiobacillus, das Sulfid, elementaren Schwefel, Thiosulfat und Sulfit zu Sulfat oxidiert. Wenn die Bakterien ihren gesamten Kohlenstoff aus CO₂ beziehen, sind sie chemoautotroph. Die meisten dieser Bakterien besitzen eine Elektronentransportkette, die Ähnlichkeit mit der von anderen Bakterien und von Mitochondrien hat. Im Verlauf der Oxidation anorganischer Wasserstoffquellen wird durch "oxidative" Phosphorylierung ATP gewonnen. Die Potenziale der beteiligten Reaktionen liegen jedoch niedriger als bei der aeroben Atmung organischer Substrate, so dass der P/Q-Quotient ebenfalls niedriger ist.
Werden organische Wasserstoffdonatoren genutzt, so sind die Organismen organotroph. Die meisten Mikroorganismen sind ebenso wie die Tiere chemoorganotroph.