Năm 1890, Sergei Winogradsky đề xuất một loại quá trình sống mới được gọi là "anorgoxydant". Khám phá của ông gợi ra rằng một số vi sinh vật có thể chỉ sống bằng vật chất vô cơ và xuất hiện trong quá trình ông thực hiện cuộc nghiên cứu sinh lý vào những năm 1880 ở Strasbourg và Zürich về vi khuẩn lưu huỳnh, sắt và nitơ.

Năm 1897, Wilhelm Pfeffer đặt ra thuật ngữ "hóa tổng hợp" để chỉ quá trình sản xuất năng lượng bằng cách oxy hóa các chất vô cơ, liên quan đến quá trình đồng hóa cacbon dioxide tự dưỡng — cái mà ngày nay được đặt tên là hóa vô cơ tự dưỡng. Sau này, thuật ngữ này sẽ được mở rộng bao gồm cả sinh vật thực dưỡng, là những sinh vật sử dụng chất nền năng lượng hữu cơ để đồng hóa cacbon dioxide.[6] Do đó, hóa tổng hợp có thể được xem như là một từ đồng nghĩa của hóa tự dưỡng.

Thuật ngữ "hóa dưỡng" có ít hạn chế hơn thì được đưa ra vào những năm 1940 bởi André Lwoff nhằm mô tả việc sản xuất năng lượng bằng quá trình oxy hóa các chất cho electron, hữu cơ hay không hữu cơ, liên quan đến tự hoặc dị dưỡng.[7][8]

Miệng phun thủy nhiệt

Đề xuất của Winogradsky được xác nhận gần 90 năm sau khi các miệng phun đại dương thủy nhiệt được dự đoán là tồn tại vào những năm 1970. Những suối nước nóng và những sinh vật kỳ lạ được Alvin, người lặn dưới đáy biển sâu đầu tiên trên thế giới, phát hiện vào năm 1977 tại Khe Galapagos. Cùng lúc đó, người lúc đó vẫn đang học sau đại học Colleen Cavanaugh đã đề xuất rằng vi khuẩn hóa tổng hợp oxy hóa sulfide hoặc lưu huỳnh nguyên tố chính là cơ chế giúp giun ống có thể tồn tại gần các miệng phun thủy nhiệt. Cavanaugh sau đó đã xác nhận được rằng đây thực sự là phương pháp sinh tồn của loài giun này, và ông thường được ghi nhận là người đã phát hiện ra quá trình hóa tổng hợp.[9]

Một loạt phim truyền hình năm 2004 do Bill Nye dẫn chương trình đã gọi hóa tổng hợp là một trong 100 khám phá khoa học vĩ đại nhất mọi thời đại.[10][11]

Vỏ đại dương

Vào năm 2013, các nhà nghiên cứu đã báo cáo về việc phát hiện ra vi khuẩn sống trong đá của vỏ đại dương bên dưới lớp trầm tích dày, và nằm cách xa các miệng phun thủy nhiệt hình thành dọc theo rìa của các mảng kiến tạo. Họ phát hiện sơ bộ rằng những vi khuẩn này tồn tại nhờ hydro được tạo ra bằng cách khử hóa học olivin bởi nước biển lưu thông trong các mạch nhỏ thấm qua lớp bazan tạo nên lớp vỏ đại dương. Vi khuẩn tổng hợp mêtan bằng cách kết hợp hydro và cacbon dioxide.[12]