Хемотро́фные микрооргани́змы (от хемо... и греч. τροφή – пища, питание), получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности, за счёт окисления химических соединений. Среди хемотрофных микроорганизмов различают хемоорганотрофов и хемолитотрофов. Хемоорганотрофы окисляют разнообразные органические соединения (углеводы, спирты, кислоты, жиры, белки и т. д.). Большинство из них используют эти соединения и в качестве источника углерода, т. е. являются гетеротрофами. К числу хемоорганотрофов относятся актиномицеты, микобактерии, микоплазмы, молочнокислые бактерии, риккетсии и большинство других бактерий, а также простейшие и грибы. Хемолитотрофы окисляют восстановленные соединения серы, азота, молекулярный водород, оксид углерода, ионы некоторых металлов (например, трёхвалентного железа). Многие из них являются автотрофами, использующими в качестве источника углерода СО₂. Явление хемоавтотрофии (хемосинтеза) было открыто в конце 19 в. С. Н. Виноградским. Такой тип питания пока обнаружен только у прокариот.