Kemosynteesi (kreik.
synthesis = yhdistäminen) on tapahtuma, jossa
mikrobi tai kasvi bakteerien (
esimerkiksi rikkibakteerien) avulla tuottaa orgaanista ainetta, eli kemosynteesissä ei tarvita
fotosynteesin tavoin auringon valoa. Kemosynteesissä vapautuu energiaa, kun yksinkertaiset epäorgaaniset aineet hapettuvat (rauta-, rikki- ja typpiyhdisteet sekä vety ja metaani). Kemosynteesiä hyödyntävät jotkut mikrobit, erityisesti
arkkieliöt, joita on löydetty merenpohjan kuumien lähteiden läheltä ja jopa kallioperästä.