Gli autotrofi producono il proprio cibo, la maggior parte attraverso la fotosintesi. La fotosintesi utilizza l'energia del sole per produrre zuccheri dall'anidride carbonica e dall'acqua. Questo processo sostiene le piante e alcuni altri organismi, come alghe e fitoplancton.
Gli organismi fotosintetici sono conosciuti come i "produttori primari" della catena alimentare. Sono le fondamenta da cui dipendono tutti gli altri organismi. In generale, la catena alimentare si sposta dalle piante e altri autotrofi agli erbivori, quindi agli onnivori e ai carnivori, che mangiano gli erbivori.
A differenza degli autotrofi, gli eterotrofi sopravvivono attraverso la respirazione, utilizzando l'ossigeno e una fonte di energia (carboidrati, grassi o proteine) per produrre ATP, che alimenta le cellule. Dipendono da altri organismi per il cibo e l'ossigeno. La fotosintesi avvantaggia gli eterotrofi in diversi modi. Innanzitutto, la fotosintesi consuma anidride carbonica (un prodotto di scarto della respirazione) e produce ossigeno (necessario per la respirazione). Gli eterotrofi dipendono quindi dalla fotosintesi come fonte di ossigeno. Inoltre, la fotosintesi sostiene gli organismi che gli eterotrofi consumano per sopravvivere. Anche se un eterotrofo è strettamente carnivoro e non mangia piante, per sopravvivere deve mangiare animali che mangiano piante.
Le complesse interazioni tra diversi tipi di organismi in un dato ambiente costituiscono un ecosistema, in cui tutte le specie dipendono l'una dall'altra. Sebbene i flussi di energia in un dato ecosistema possano cambiare nel tempo o differire notevolmente rispetto ad altri, esiste un ecosistema stabile in un attento equilibrio. La perdita di una singola specie, l'inquinamento o la distruzione dell'habitat possono compromettere questo equilibrio e rendere l'ecosistema meno funzionale e più incline al collasso.