Os autótrofos produzem sua própria comida, principalmente por meio da fotossíntese. A fotossíntese usa a energia do sol para produzir açúcares a partir do dióxido de carbono e da água. Esse processo sustenta plantas e alguns outros organismos, como algas e fitoplâncton.
Os organismos fotossintéticos são conhecidos como os "produtores primários" da cadeia alimentar. Eles são a base da qual todos os outros organismos dependem. Em geral, a cadeia alimentar passa das plantas e outros autótrofos para os herbívoros e depois para os onívoros e carnívoros, que comem os herbívoros.
Em contraste com os autótrofos, os heterótrofos sobrevivem por meio da respiração, usando oxigênio e uma fonte de energia (carboidratos, gorduras ou proteínas) para produzir ATP, que alimenta as células. Eles dependem de outros organismos para alimentação e oxigênio. A fotossíntese beneficia os heterótrofos de várias maneiras diferentes. Primeiro, a fotossíntese consome dióxido de carbono (um resíduo da respiração) e produz oxigênio (necessário para a respiração). Os heterotróficos, portanto, dependem da fotossíntese como fonte de oxigênio. Além disso, a fotossíntese sustenta os organismos que os heterótrofos consomem para permanecer vivos. Mesmo que um heterotrófico seja estritamente carnívoro e não coma plantas, ele deve comer animais que comem plantas para sobreviver.
As complexas interações entre diferentes tipos de organismos em um determinado ambiente constituem um ecossistema, onde todas as espécies são dependentes umas das outras. Embora os fluxos de energia em um determinado ecossistema possam mudar com o tempo ou diferir muito em comparação com outros, um ecossistema estável existe em um equilíbrio cuidadoso. A perda de uma única espécie, poluição ou destruição do habitat podem desequilibrar esse equilíbrio e tornar o ecossistema menos funcional e mais sujeito ao colapso.