सूर्य का प्रकाश कभी भी गहरे समुद्र तल तक नहीं पहुँचता, फिर भी जलतापीय छिद्रों और ठंडे जल स्रोतों के आसपास जीवों के घने समुदाय पनपते हैं। उनकी ऊर्जा का मुख्य स्रोत सौर ऊर्जा नहीं बल्कि रासायनिक ऊर्जा है। सूक्ष्मजीव हाइड्रोजन सल्फाइड या मीथेन जैसे अपचायक यौगिकों का ऑक्सीकरण करते हैं और मुक्त ऊर्जा का उपयोग कार्बनिक पदार्थ बनाने के लिए करते हैं—इस प्रक्रिया को रसायन संश्लेषण कहा जाता है।

ये सूक्ष्मजीव स्थानीय खाद्य श्रृंखलाओं का आधार बनते हैं। कुछ जल या तलछट में स्वतंत्र रूप से रहते हैं; अन्य ट्यूबवर्म, क्लैम या मसल्स के अंदर सहजीवी साझेदारी बनाते हैं और अपने मेजबानों को पोषण प्रदान करते हैं। 1977 में रसायन संश्लेषी पारिस्थितिक तंत्रों की खोज ने यह प्रदर्शित किया कि जटिल जीवन के लिए प्रकाश संश्लेषण की आवश्यकता नहीं होती है और इसने पृथ्वी पर निवास योग्य क्षेत्रों की ज्ञात सीमाओं का विस्तार किया।

रासायनिक संश्लेषण अन्य अंधकारमय वातावरणों में भी होता है, जिनमें ऑक्सीजन की न्यूनतम सीमा वाले क्षेत्र और गहरे भूमिगत तलछट शामिल हैं। इसमें शामिल चयापचय मार्ग विविध हैं और इनसे जैव रासायनिक क्षेत्र में नई जानकारियाँ मिलती रहती हैं। खगोल जीव विज्ञान के लिए, रासायनिक संश्लेषण प्रणालियाँ उन ग्रहों पर जीवन के अस्तित्व के मॉडल प्रस्तुत करती हैं जहाँ सूर्य का प्रकाश अनुपलब्ध है।

• रासायनिक ऊर्जा का उपयोग करके कार्बनिक पदार्थों का उत्पादन
• यह छिद्रों और रिसावों पर पारिस्थितिकी तंत्र को शक्ति प्रदान करता है।
• इसमें अक्सर सहजीवी सूक्ष्मजीव शामिल होते हैं।
• पृथ्वी के जीवमंडल की ज्ञात सीमा का विस्तार करता है