Autotrofni organizmi sami proizvode svoju hranu iz anorganskih spojeva procesima fotosinteze ili kemosinteze. Većinom, kada se govori o autotrofnim organizmima govori se o organizmima koji vrše fotosintezu - dobivaju energiju iz ugljičnog dioksida i vode uz korištenje energije Sunca.

Fotosinteza je proces koji organizmi energiju Sunca pretvaraju u kemijsku energiju u kloroplastima. Energija koja se dobi se pohrani u obliku šećera (glukoze). Uz energiju Sunca potrebni su i ugljikov dioksid i voda. Kisik nastaje kao nusprodukt fotosinteze. Nastali škrob ulazi u proces staničnog disanja gdje se iz njega stvara energija.

Biljke izmjenjuju plinove pomoću otvora na površini biljke koji se nazivaju puči. Kroz puči ulazi ugljikov dioksid koji je neophodan za proces fotosinteze, a izlazi kisik koji je nastao fotosintezom. Puči su otovrene tijekom dana kako bi izmjena plinova bila moguća, a zatvaraju se tijekom noći kako bi se spriječilo isušivanje.

List je zeleni organ biljke. Ima stanice s kloroplastima koji su ispunjeni zelenim pigmentom klorofilom. Listovi skupljaju Sunčevu energiju i usmjeravaju je prema kloroplastima gdje se odvija fotosinteza. Također na površini lista se nalaze puči preko kojih se odvija izmjena plinova.

Kloroplasti su organeli u stanicama lista (i zelenih dijelova biljaka) u kojima se odvija proces proizvodnje energije - fotosinteza. Zelene su boje zbog zelenog pigmenta klorofila.

Glukoza je jednostanvni šećer koji se dobiva fotonsintezom u kloroplastima i iz kojega se u stanicam procesom staničnog disanja dobiva energija uz utrošak kisika. Glukoza se može skladištiti u obliku škrobnih zrnaca - često u gomoljima i korijenu biljaka.

Škrob (škrobna zrnca) je rezervni ugljikohidrat, odnosno skladišni oblik glukoze. Ako biljka fotosintezom stvori višak glukoze, taj se višak pohranjuje u obliku škora u skladišnim dijelovima biljke (korijen, gomolji...)

Alge su autotrofni su organizmi koji naseljavaju vode i vlažna staništa. Mogu biti jednostanične i višestanične. Tijelo im se zove steljka i nema jasno definiranih struktura. One su proizvođači u hranidbenim lancima. Same proizvode hranjive tvari fotosintezom u kloropastima s klorofilom.

Cijanobakterije su najbrojnije autotrofne bakterije koje vrše fotosintezu. Ovo su jako stari organizmi i svojom fotosintetskom aktivnošću su pridonijele stvaranju ozonskog omotača (stvarale su velike količine kisika). Fotosinteza je na klorofilu koji se nalazi slobodan u citoplazmi, kisik se oslobađa u okoliš, a šećer se zadržava u citoplazmi.

Humus je rezultat razlaganja organske tvari bakterijama. Humus je jako plodno tlo koje se često koristi u vrtlarstvu i poljodjelstvu jer potiče dobar rast biljaka jer je bogat hranjivim tvarima koje biljke iskorištavaju.

Bakterije vrenja su saprofitske bakterije koje koriste proces vrenja kako bi dobile energiju. Vrenje je proces kojim se energija proizvodi iz šećera neovisno o kisiku (može se nesmetano odvijati u anaerobnim uvjetima).

Saprofiti su razlagači. Organizmi koji mrtvu organsku tvar razlažu na osnovne spojeve. Veliki broj bakterija su bakterije truljenja (saprofitske bakterije) koje svojom aktivnošću stvaraju humus. Ove bakterije su zaslužne za kvarenje hrane.

Heterotrofne bakterije koje žive u određenom odnosu s drugim organizmima su simbionti. U probavnom traktu ljudi žive brojne crijevne bakterije koje ljudima pomažu pri probavi. Dušikove bakterije žive u korijenu biljaka mahunarki i td. Parazitske bakterije su također simbionti samo što one ne pomažu svojem domaćinu i mogu izazvati bolesti.

Gljive su heterotrofni organizmi koji upijaju hranjive tvari i vodu hifama. Većinom su saprofiti i razgrađuju mrtvu organsku materiju. Neke vrste su simbiotske ili su u zajednici (lišajevi). Kvasci su jednostanične gljive koje se koriste vrenjem za dobivanje energije.

Lišaj je oragnizam koji nastaje simbiozom gljiva i jednostaničnih zelenih algi. Gljiva štiti algu pomoću hifa i opskrbljuje ju vodom, dok alga obavlja fotosintezu i tako opskrbljuje gljivu hranom. Takav tip simbioze naziva se mutualizam jer oba organizma imaju koristi od odnosa.

Hife gljiva su duge niti izgrađene od stanica koje grade cijelo tijelo gljive, a izgladaju poput velike podzemne mreže. Gljive upijaju hranjive tvari iz podloge pomoću hifa.

Stanično disanje je proces kojim se iz hranjivih tvari (glukoze) oslobađa energija na membrani mitohondrija. Staničnim disanjem troši se kisik za razgradnju glukoze, a na kraju se dobije voda, ugljikov dioksid i energija.