Sinh vật dị dưỡng là sinh vật không có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ và sử dụng các chất hữu cơ có sẵn làm nguồn cacbon và năng lượng.
Thuật ngữ "dị dưỡng" xuất phát từ các từ tiếng Hy Lạp "dị" - "khác" và "trophe" - "dinh dưỡng". Sinh vật dị dưỡng, không giống như sinh vật tự dưỡng, không thể hấp thụ carbon dioxide và cần các chất hữu cơ làm sẵn.
Dị dưỡng bao gồm động vật, nấm, hầu hết vi khuẩn và sinh vật nguyên sinh. Chúng tiêu thụ các chất hữu cơ được tổng hợp bởi sinh vật tự dưỡng - thực vật, tảo và một số vi khuẩn. Sinh vật dị dưỡng đóng vai trò quan trọng trong chu trình chuyển hóa các chất trong sinh quyển, phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất vô cơ đơn giản, sau đó lại được sử dụng bởi sinh vật tự dưỡng.
Vì vậy, sinh vật dị dưỡng là sinh vật ăn chất hữu cơ làm sẵn và không có khả năng quang hợp và hóa tổng hợp. Chúng chiếm phần lớn các sinh vật sống trên Trái đất.