Sinh vật sản xuất là sinh vật tự dưỡng, chủ yếu là sinh vật quang tự dưỡng.[9] Sinh vật sản xuất rất quan trọng vì chúng chuyển đổi năng lượng từ Mặt Trời thành dạng năng lượng hóa học có thể dự trữ và sử dụng là ATP, glucose[1] hay các chất hữu cơ khác và oxy, gọi là năng lượng sơ cấp. Sinh vật sản xuất sử dụng năng lượng do chúng tự dưỡng tạo ra. Nếu sinh vật sản xuất bị động vật ăn cỏ tiêu thụ thì một phần năng lượng từ sinh vật tự dưỡng sẽ được truyền vào động vật ăn cỏ và truyền liên tục như vậy trong chuỗi thức ăn.[1] Glucose trong sinh vật sản xuất được dùng làm thức ăn cho sinh vật tiêu thụ, do đó phải nhờ sinh vật sản xuất mà sinh vật tiêu thụ mới có thể thu năng lượng.[1][7] Sinh vật sản xuất là vi khuẩn tự dưỡng, tảo và thực vật.[1]

Vi khuẩn hóa tự dưỡng thực hiện một quá trình tương tự như quang hợp, nhưng thay vì năng lượng từ Mặt Trời, chúng sử dụng năng lượng dự trữ trong chất vô cơ như hydro sunfide.[10][11] Quá trình này (được gọi là hóa tổng hợp) thường xảy ra sâu trong đại dương tại những miệng phun thủy nhiệt có sẵn nhiệt độ và các hóa chất như hydro, hydro sulfide và metan.[10] Vi khuẩn hóa tự dưỡng có thể sử dụng năng lượng trong các liên kết của hydro sunfide và oxy để chuyển đổi carbon dioxide thành glucose, giải phóng nước và lưu huỳnh trong quá trình này.[11] Sinh vật tiêu thụ vi khuẩn hóa tổng hợp có thể hấp thụ glucose và sử dụng oxy để tiến hành hô hấp tế bào, tương tự như động vật ăn cỏ tiêu thụ sinh vật sản xuất.

Một trong những yếu tố kiểm soát sản xuất sơ cấp là lượng năng lượng đi vào sinh vật sản xuất, có thể được đo đếm bằng hiệu suất sinh thái.[1][12][13] Chỉ 1% năng lượng Mặt Trời đi vào sinh vật sản xuất, phần còn lại phản xạ ra vũ trụ hoặc tán xạ ở khí quyển và mặt đất.[13] Tổng năng suất sơ cấp hay năng suất sơ cấp thô là lượng năng lượng mà sinh vật sản xuất tạo ra được.[13][14] Nhìn chung, 60% năng lượng đi vào cơ thể sinh vật sản xuất được dùng cho hô hấp của chính sinh vật ấy.[12] Năng suất sơ cấp tinh là lượng năng lượng mà thực vật còn lại sau khi trừ đi lượng sử dụng cho hô hấp hoặc rơi rụng...[13] Một yếu tố khác kiểm soát sản xuất sơ cấp là mức độ dinh dưỡng hữu cơ/vô cơ trong nước hoặc đất mà sinh vật sản xuất đang sinh sống.[14]