Een chemotroof organisme is een autotroof of heterotroof organisme dat de benodigde energie verkrijgt door oxidatie van chemische verbindingen oftewel chemosynthese. Deze verbindingen kunnen organisch of anorganisch zijn. Er zijn ook fototrofe organismen, die hun energie door fotosynthese uit licht halen.
De naamgeving stamt uit het Grieks. Chemo betekent "chemisch" en trophe betekent "voeding". Autos betekent "zelf" en heteros staat voor "andere".
Chemotrofe organismen die geheel of gedeeltelijk leven van organische verbindingen worden chemoheterotroof, chemo-organotroof, of organotroof genoemd en die leven van anorganische verbindingen chemoautotroof, chemolithotroof, lithotroof of chemo-litho-autotroof .