Phần lớn các sinh vật quang dưỡng là sinh vật quang tự dưỡng và chúng có thể cố định cacbon. Chúng có thể tương phản với các sinh vật hóa dưỡng (vốn thu được năng lượng cho mình nhờ oxi hóa các tác nhân cho electron trong môi trường của chúng) ở chỗ chúng có khả năng tổng hợp thức ăn cho chính chúng từ các chất vô cơ, sử dụng ánh sang như là nguồn cung cấp năng lượng. Thực vật xanh và vi khuẩn quang hợp là các ví dụ về sinh vật quang tự dưỡng. Các sinh vật quang tự dưỡng đôi khi còn được gọi trong tiếng Anh như là holophytic (như thực vật hoàn toàn).[3] Các sinh vật như vậy nhận được năng lượng để tổng hợp thức ăn cho chúng từ ánh sáng và có khả năng sử dụng cacbon dioxit như là nguồn chính về cacbon.

Các sinh vật quang hợp tạo oxy sử dụng diệp lục để thu năng lượng ánh sang và oxi hóa nước, "chia tách" nó thành oxy phân tử. Ngược lại, vi khuẩn quang hợp không tạo oxy có một chất gọi là diệp lục vi khuẩn chủ yếu hấp thụ ở các bước sóng không quang học (không nhìn thấy) để bắt giữ năng lượng ánh sáng, sống trong môi trường thủy sinh và sẽ sử dụng ánh sáng oxi hóa các chất hóa học như hydro sulfua chứ không phải nước.

Sinh thái học

Trong ngữ cảnh sinh thái học, sinh vật quang dưỡng thường là nguồn thức ăn cho sự sống dị dưỡng cận kề. Trong các môi trường trên cạn, thực vật là sự đa dạng chủ yếu, trong khi trong các môi trường thủy sinh các sinh vật quang dưỡng bao gồm các sinh vật như tảo (chẳng hạn tảo bẹ), sinh vật nguyên sinh (như trùng roi xanh), thực vật phù du và vi khuẩn (như vi khuẩn lam). Độ sâu mà ánh sáng hay nguồn sáng nhân tạo có thể chiếu xuyên qua nước để quang hợp có thể diễn ra, được gọi là đới chiếu sáng (hay tầng chiếu sáng).

Vi khuẩn lam là các sinh vật nhân sơ thực hiện quang hợp tạo oxy, chiếm lĩnh nhiều điều kiện môi trường, như nước ngọt, biển, đất và địa y. Vi khuẩn lam thực hiện quang hợp tựa như thực vật là do cơ quan tử trong thực vật thực hiện quang hợp thực tế đã phát sinh từ [4] vi khuẩn lam nội cộng sinh.[5] Vi khuẩn này có thể sử dụng nước làm nguồn electron để thực hiện các phản ứng khử CO2. Về mặt tiến hóa, khả năng sinh tồn của vi khuẩn lam trong các điều kiện tạo ra oxy – được coi là độc hại đối với phần lớn các vi khuẩn kị khí, có thể đã tạo cho nhóm vi khuẩn này một ưu thế thích nghi cho phép chúng phát triển có hiệu quả hơn.

Sinh vật quang thạch tự dưỡng là sinh vật tự dưỡng sử dụng năng lượng ánh sáng và tác nhân cho electron vô cơ (như H2O, H2, H2S) và CO2 như là nguồn cacbon của nó. Các ví dụ bao gồm thực vật.