Хемосинтезата е процес на получаване на енергия от някои организми чрез окисляване на неорганични съединения. По време на хемосинтезата се освобождава енергия по време на окислително-възстановителни реакции на неорганични вещества, като сероводород, амоняк, желязо, нитрити и др.
Хемосинтетичните организми използват получената енергия, за да синтезират АТФ и органични вещества от CO2. Хемосинтезиращите организми включват някои бактерии и археи. Те могат да живеят на места без светлина, като например на океанското дъно близо до хидротермални отвори.
Хемосинтезата е от голямо значение в глобалния цикъл на веществата. Продуктите от хемосинтезата могат да служат като храна за други организми. В допълнение, преди милиарди години хемосинтетичните бактерии създадоха атмосферата на Земята, съдържаща кислород. По този начин хемосинтезата играе важна роля в появата и еволюцията на живота.