Autotrofismo ou autotrofia, é a capacidade de certos organismos, autotróficos, de sintetizar todas as substâncias essenciais para seu metabolismo a partir de substâncias inorgânicas, de modo que para a nutrição não precisam de outros seres vivos. Organismos autotróficos são plantas, algas e algumas bactérias e arqueas.

São assim chamados porque geram seus próprios alimentos, por meio de substâncias inorgânicas para seu metabolismo. Os organismos autotróficos produzem sua massa celular e matéria orgânica a partir do dióxido de carbono, que é inorgânico, como única fonte de carbono, usando luz ou produtos químicos como fonte de energia.

Os seres autotróficos podem ser classificados em fotossintéticos e quimiossintéticos. As plantas e outros organismos que utilizam a fotossíntese denominam-se fotolitoautótrofos; as bactérias que utilizam a oxidação de compostos inorgânicos, como o dióxido de enxofre ou compostos ferrosos, para produzir energia são denominadas quimiolitotróficos.

Seres heterotróficos, como animais, fungos, protozoários e a maioria das bactérias e arquéias, dependem de autótrofos, pois aproveitam a matéria que contêm para formar moléculas orgânicas complexas.