Ključna razlika med fotosintezo in kemosintezo je v tem, da je fotosinteza proces pretvorbe energije sončne svetlobe v ogljikove hidrate s pomočjo fotoavtotrofov, medtem ko je kemosinteza proces pretvorbe kemijske energije anorganskih spojin ali metana v organske spojine s pomočjo kemoautotrofov.
Fotosinteza in kemosinteza sta dva pomembna procesa, ki živim organizmom omogočata, da zanje proizvajajo hrano. Tako fotosinteza kot kemosinteza pomagata vzdrževati žive organizme. Čeprav oba postopka uporabljata CO 2 in proizvajata organske spojine, se razlikujeta od številnih značilnosti, kot je obravnavano v članku. Kot že imena povedo, fotografija pomeni sončno svetlobo, kemo pa kemikalije. Sončna svetloba torej daje energijo fotosintezi, kemična energija anorganskih spojin pa kemosintezi.