自然界中存在某些微生物,它们能以二氧化碳为主要碳源,以无机含氮化合物为氮源,合成细胞物质,并通过氧化外界无机物获得生长所需要的能量,这一过程就称为化能合成作用(chemosynthesis)。在系统学上,化能合成作用比光合作用更高级。能够进行化能合成作用的细菌称为化能无机营养细菌。例如:亚硝化细菌和硝化细菌,利用NH3和HNO2氧化所释放的能量合成有机物;硫细菌能够氧化H2S,把S积累在体内;环境中如果缺少H2S的话,这类细菌就把体内的S氧化成硫酸;铁细菌是能够氧化硫酸亚铁,并利用氧化释放的能量合成有机物的一类细菌。