阳光永远无法照射到深海海底，然而在热液喷口和冷泉周围却生活着大量的动物群落。它们最终的能量来源是化学能而非太阳能。微生物氧化硫化氢或甲烷等还原性化合物，并利用释放的能量来合成有机物——这个过程被称为化能合成。

这些微生物构成了当地食物网的基础。有些微生物自由生活在水体或沉积物中；另一些则与管状蠕虫、蛤蜊或贻贝等生物形成共生关系，为宿主提供营养。1977年化能合成生态系统的发现表明，复杂的生命并不需要光合作用，并拓展了地球宜居性的已知范围。

化能合成作用也发生在其他黑暗环境中，包括氧气极小区和深层地下沉积物。涉及的代谢途径多种多样，并不断带来新的生物化学见解。对于天体生物学而言，化能合成系统为生命如何在没有阳光的星球上存在提供了模型。

• 利用化学能生产有机物
• 为热液喷口和渗漏处的生态系统提供能量
• 通常涉及共生微生物
• 扩大了地球生物圈的已知范围