Sinh vật tự dưỡng là nền tảng của chuỗi thức ăn của mọi hệ sinh thái. Chúng hấp thụ năng lượng từ môi trường dưới dạng ánh sáng hoặc chất hóa học vô cơ và dùng nó để tạo ra các phân tử giàu năng lượng ví dụ như cacbohydrat. Cơ chế này được gọi là quá trình sản xuất sơ cấp. Các tổ chức khác, được gọi là sinh vật dị dưỡng, lấy sinh vật tự dưỡng làm thức ăn để thực hiện các chức năng cần thiết cho sự sống. Vì thế, sinh vật dị dưỡng — tất cả các loài động vật, gần như tất cả các loại nấm, cũng như hầu hết vi khuẩn và động vật nguyên sinh; dựa vào sinh vật tự dưỡng, hay các sinh vật sản xuất sơ cấp, để thu năng lượng và các vật chất thô mà chúng cần. Sinh vật dị dưỡng hấp thụ năng lượng bằng cách bẻ gãy các nguyên tử hữu cơ (cacbohydrat, chất béo và protein) thu được trong thức ăn. Các sinh vật ăn thịt phụ thuộc gián tiếp vào sinh vật tự dưỡng, bởi vì những dinh dưỡng hấp thụ được từ các con mồi dị dưỡng của chúng thì tới từ các sinh vật tự dưỡng mà những con mồi này đã tiêu hóa.

Hầu hết các hệ sinh thái được hỗ trợ bởi quá trình sản xuất sơ cấp tự dưỡng của thực vật, quá trình này hấp thụ photon trước đó do mặt trời giải phóng. Quá trình quang hợp tách phân tử nước (H2O), giải phóng oxy (O2) vào không khí, và oxy hóa khử cacbon dioxit (CO2) để giải phóng nguyên tử hydro mà làm nhiên liệu cho quá trình trao đổi chất của quá trình sản xuất sơ cấp. Thực vật chuyển hóa và dự trữ năng lượng của photon thành các liên kết hóa học của đường đơn trong quá trình quang hợp. Đường thực vật này bị polyme hóa để dự trữ với vai trò là cacbohydrat chuỗi dài, bao gồm các loại đường khác, tinh bột và cellulose; glucose cũng được sử dụng để tạo ra chất béo và protein. Khi sinh vật tự dưỡng bị sinh vật dị dưỡng tiêu hóa, ví dụ như động vật, cacbohydrat, chất béo và protein chứa bên trong chúng trở thành năng lượng cho sinh vật dị dưỡng.[5] Protein được tạo ra bằng cách sử dụng nitrat, sulfat và phosphat trong đất.[6][7]