Sinh vật hóa tự dưỡng (Chemoautotroph - Greek: Chemo (χημία) = hóa, auto (αὐτός) = tự, troph (τροφιά) = dưỡng), vừa có thể hấp thu năng lượng từ các phản ứng hóa học, vừa có thể tổng hợp tất cả những hợp chất hữu cơ cần thiết từ Cacbon dioxide. Sinh vật hóa tự dưỡng sử dụng các nguồn năng lượng vô cơ, ví dụ như Hydro sulfide, lưu huỳnh nguyên tố, sắt(II) oxit và cả hydro nguyên tố và amonia. Hầu hết là vi khuẩn hoặc động vật nguyên sinh sống tại những môi trường không thân thiện như các miệng phun thủy nhiệt dưới đáy biển và là những sinh vật sản xuất sơ cấp trong những hệ sinh thái đó. Sinh vật hóa tự dưỡng nhìn chung thuộc về một số nhóm: cổ khuẩn sinh metan, thực vật ưa mặn, chất oxy hóa lưu huỳnh và chất khử lưu huỳnh, chất nitrat hóa, vi khuẩn anammox và sinh vật ưa nhiệt. Một ví dụ về những sinh vật chưa có nhân điển hình này là Sulfolobus. Sự phát triển của sinh vật hóa di dưỡng có thể cực nhanh, ví dụ như Thiomicrospira crunogena với tốc độ nhân đôi khoảng một tiếng đồng hồ.[4]

Thuật ngữ "hóa tổng hợp", được đặt ra vào năm 1897 bởi Wilhelm Pfeffer, ban đầu được định nghĩa là sự sản xuất năng lượng bằng cách oxy hóa các chất vô cơ trong mối liên hệ với tính tự dưỡng – thứ mà ngày nay hẳn sẽ được gọi là hóa vô cơ tự dưỡng. Về sau, thuật ngữ này bao gồm cả hóa hữu cơ tự dưỡng, như vậy nó có thể được coi là từ đồng nghĩa với hóa tự dưỡng.[5][6]