Bir ototrof, karbondioksit gibi basit maddelerden karbon kullanarak, genellikle ışıktan (fotosentez) veya inorganik kimyasal reaksiyonlardan (kemosentez) gelen enerjiyi kullanarak karmaşık organik bileşikler (karbonhidratlar, yağlar ve proteinler gibi) üreten bir organizmadır.[1][2] Abiyotik bir enerji kaynağını (örneğin ışık) organik bileşiklerde depolanan ve diğer organizmalar (örneğin heterotroflar) tarafından kullanılabilen enerjiye dönüştürürler. Ototroflar canlı bir karbon veya enerji kaynağına ihtiyaç duymazlar ve karadaki bitkiler veya sudaki algler gibi bir besin zincirindeki üreticilerdir (ototrofların veya diğer heterotrofların tüketicileri olan heterotrofların aksine). Ototroflar karbondioksiti indirgeyerek biyosentez için organik bileşikler ve depolanmış kimyasal yakıt yapabilirler. Çoğu ototrof indirgeyici madde olarak su kullanır, ancak bazıları hidrojen sülfür gibi diğer hidrojen bileşiklerini de kullanabilir.
Birincil üreticiler ışıktaki enerjiyi (fototrof ve fotoototrof) veya inorganik kimyasal bileşiklerdeki enerjiyi (kemotroflar veya kemolitotroflar) organik moleküller oluşturmak için dönüştürebilir, bu moleküller genellikle biyokütle şeklinde birikir ve diğer organizmalar (örneğin heterotroflar ve miksotroflar) tarafından karbon ve enerji kaynağı olarak kullanılır. Fotoototroflar ana birincil üreticilerdir, ışık enerjisini fotosentez yoluyla kimyasal enerjiye dönüştürürler ve sonuçta inorganik bir karbon kaynağı olan karbondioksitten organik moleküller oluştururlar.[3] Kemolitotroflara örnek olarak inorganik kimyasal bileşiklerin oksidasyonundan biyokütle üreten bazı arkea ve bakteriler (tek hücreli organizmalar) verilebilir, bu organizmalara kemoototroflar denir ve sıklıkla derin okyanuslardaki hidrotermal bacalarda bulunurlar. Birincil üreticiler en düşük trofik seviyededir ve Dünya'nın bugüne kadar yaşamı sürdürmesinin nedenidir.[4]
Kemoototrofların çoğu litotroftur ve biyosentez ve kimyasal enerji salınımı için indirgeyici maddeler ve hidrojen kaynakları olarak hidrojen sülfür, hidrojen gazı, elementel kükürt, amonyum ve demir(II) oksit gibi inorganik elektron donörlerini kullanırlar. Ototroflar fotosentez veya kimyasal bileşiklerin oksidasyonu sırasında üretilen ATP'nin bir kısmını organik bileşikler oluşturmak üzere NADP+'yi NADPH'ye indirgemek için kullanır.[5]