Kemosentez, ışık enerjisi olmadan organik madde üretilmesidir. Gereken enerji; Demir, Kükürt, Hidrojen veya Azot'un oksitlenmesiyle elde edilir.

Fotosentezde, yeşil pigmentli klorofile sahip canlılar, ham madde olarak H₂O (su) ve CO₂ (karbondioksit)ya da H₂O yerine H₂S veya sadece H₂ kullanmak süretiyle karbonhidratları sentez ederler. Fotosentez, enerjiye ihtiyaç gösteren bir olaydır. Bu iş için, klorofil tarafından absorbe edilen güneş ışığının enerjisi harcanmaktadır. Şayet güneş ışığı yerine organik maddelerin sentezi için kimyevi reaksiyonlardan hasıl olan enerji kullanılacak olursa meydana gelen bu olaya “kemosentez” veya “kimyasentez” adı verilmektedir. Bazı bakteriler, ışık enerjisine ihtiyaç göstermeden kimyevi enerji ile organik maddeleri sentez ederler. Mesela azot, kükürt, demir ve hidrojen bakterileri klorofile sahip olmadıkları halde kemosentez sayesinde ototrofdırlar.

Bu şekilde kendi besinlerini üreten bakterilere “kemosentetik bakteriler” denir.

Kemosentetik bakteriler inorganik maddeleri oksitleyerek elde ettikleri kimyevi enerjiyi kullanarak CO₂ ve H₂O’dan kendilerine karbonhidratlı besinler yaparlar.

Toprakta N (azot), organik azot bileşikleri nitratlar ve amonyum tuzları halinde bulunurlar. Azotlu bileşikler, bakterilerin aracılığı ile, okside edilir ki, bu olaya nitrifikasyon denir. Nitrifikasyon ile azot, bitkilerin kullanabileceği birleşikler haline gelirken cereyan eden kimyevî olaylardan serbest kalan enerji de nitrifikasyona sebep olan bakteriler tarafından kemosentez için kullanılır.

Bitkiler bilindiği gibi havadaki CO₂’yi bağlayarak organik bileşikler yapmaktadır. Fakat bitkilerin, havada bulunan azot (N₂) gazını kullanmaları mümkün değildir.

Gelişmeleri için büyük öneme sahip olan azotu, azotlu bileşikler halinde topraktan alırlar. İşte, topraktaki azotun kullanılır hale gelmesi de kemosentez ile olduğundan, bu olay sayesinde tabiatta azot devri tamamlanmış olmaktadır.