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O carbono é tão importante para a vida que os habitantes da Terra são, algumas vezes, chamados de formas de vida baseadas em carbono. Autótrofos são os organismos capazes de extrair carbono da atmosfera e transformá-lo em componentes ricos em energia, enquanto os heterótrofos são organismos que não produzem seu próprio alimento, necessitando de obtê-lo consumindo outros materiais - muito frequentemente os mesmos produzidos pelos autótrofos.
Autótrofos
Organismos autotróficos são chamados "produtores", pois criam seu próprio alimento; a palavra "autotrófico", em grego, significa "auto-alimenta". Um pequeno número de bactérias, incluindo o antigo grupo Archae, é capaz de gerar alimento a partir do enxofre ou outras reações químicas, mas a maioria dos autótrofos depende da luz solar. Como resultado, eles são conhecidos como "fotótrofos", um grupo que engloba as demais bactérias autotróficas e as plantas.
Fotossíntese
Um dos métodos mais comuns em autótrofos é chamado de "fotossíntese". Neste processo, moléculas especializadas capturam o carbono do ar e o vincula à água, usando a energia produzida pela luz solar. Seguindo a terminologia científica padrão, as moléculas que usam água são os "hidratos" e o composto carbônico resultante são os "carboidratos". Como o processo fotossintético retira carbonos do ar e os converte para a forma sólida, é chamado de "fixação do carbono". A capacidade de fixar carbono é a diferença principal entre autótrofos e heterótrofos.
Heterótrofos
A maioria das formas de vida, incluindo a maioria das bactérias, não consegue fixar o carbono e precisa obter sua energia pelo consumo de compostos orgânicos produzidos pelos autótrofos, ou depender da redução de enxofre ou hidrogênio. Animais, incluindo as pessoas, estão no primeiro grupo, junto dos fungos e organismos unicelulares sem núcleo de célula. Muitos heterótrofos são capazes de consumir os carboidratos produzidos pelos autótrofos, sendo então parte de um grande ciclo do carbono, que envolve a maioria das formas de vida.
Mixótrofos
Nem todos os organismos se encaixam em uma divisão entre autótrofos e heterótrofos. Se um organismo precisa produzir seu composto carbônico ao invés do produzido por outros, é chamado de autótrofo "forçado". Algumas bactérias e outros micro-organismos, no entanto, podem obter carbono pela atividade autotrófica ou depender de outros materiais orgânicos para isso. Estes organismos têm outros nomes científicos complexos, baseados na natureza exata de sua produção de energia, mas se encaixam na categoria geral dos "mixótrofos", que combinam atividades autotróficas e heterotróficas.