Heterotrofie (z řeckého heterone - jiný a trophe - výživa) je způsob získávání uhlíku pro tvorbu vlastních uhlíkatých skeletů organických látek u heterotrofních organismů (konzumentů, spotřebitelů). Heterotrofní organismy nedokáží na rozdíl od autotrofních tyto skelety syntetizovat z anorganických látek, a proto je získávají z jiné organické hmoty. V potravinovém řetězci jsou heterotrofní organismy primárními, sekundárními a terciárními spotřebiteli, nikoli však výrobci.
Mezi heterotrofní organismy patří živočichové, houby, nezelené rostliny a řada mikroorganismů. Často se pojí s chemotrofií, tedy získáváním energie rozkladem organické hmoty vytvořené jinými organismy. Některé organismy kombinují autotrofii i heterotrofii (například masožravé rostliny), takové organismy nazýváme mixotrofní.
Konzumenti (spotřebitelé) se dělí na primární (býložravci), sekundární (všežravci a masožravci) a konzumenty vyšších řádů.
Heterotrofy představují jeden ze dvou mechanismů výživy (trofické úrovně), druhým jsou autotrofy (z řeckého auto - vlastní, trophe - výživa). Autotrofy jsou naprosto nezbytné pro heterotrofy, tedy pro většinu ostatních živých organismů na Zemi. Jsou na nich závislí býložravci a následně i masožravci. Ti všichni nedokáží přeměnit anorganické látky na organické.
Některé organismy kombinují heterotrofní a autotrofní výživu (například masožravé rostliny), ty pak označujeme za mixotrofní.