Sinar matahari tidak pernah mencapai dasar laut yang dalam, namun komunitas hewan yang padat berkembang di sekitar lubang hidrotermal dan rembesan dingin. Sumber energi utama mereka adalah kimia, bukan matahari. Mikroba mengoksidasi senyawa tereduksi seperti hidrogen sulfida atau metana dan menggunakan energi yang dilepaskan untuk membangun materi organik—suatu proses yang disebut kemosintesis.

Mikroba-mikroba ini membentuk dasar jaring makanan lokal. Beberapa hidup bebas di air atau sedimen; yang lain membentuk kemitraan simbiosis di dalam cacing tabung, kerang, atau remis, menyediakan nutrisi bagi inangnya. Penemuan ekosistem kemosintetik pada tahun 1977 menunjukkan bahwa kehidupan kompleks tidak memerlukan fotosintesis dan memperluas batas-batas kelayakan huni di Bumi yang diketahui.

Kemosintesis juga terjadi di lingkungan gelap lainnya, termasuk zona dengan kadar oksigen minimum dan sedimen bawah permukaan yang dalam. Jalur metabolisme yang terlibat beragam dan terus menghasilkan wawasan biokimia baru. Bagi astrobiologi, sistem kemosintesis menyediakan model tentang bagaimana kehidupan mungkin ada di dunia di mana sinar matahari tidak tersedia.

• Produksi bahan organik menggunakan energi kimia
• Memberi daya pada ekosistem di lubang ventilasi dan rembesan
• Seringkali melibatkan mikroba simbiosis
• Memperluas jangkauan biosfer Bumi yang diketahui.