Автотрофы, или прототрофы (протос — простой), усваивают углерод из углекислоты воздуха. В отличие от зеленых растений, поглощающих углекислоту с помощью фотосинтеза, т. е. энергии солнечных лучей, микроорганизмы усваивают углекислоту с помощью хемосинтеза, т. е. энергии, получаемой при окислении некоторых минеральных соединений, например нитрифицирующие микроорганизмы получают энергию при окислении аммиака в азотную кислоту, железобактерии — при окислении закиси железа в окись железа, серобактерии — при окислении сероводорода в серу, сернистую и серную кислоты.
Гетеротрофы — микроорганизмы, усваивающие углерод только из готовых органических соединений. К ним относятся микроорганизмы брожения, гнилостные и патогенные (болезнетворные) микроорганизмы. Каждый вид микроба развивается на средах с определенной концентрацией водородных ионов (рН). Гетеротрофные микроорганизмы, в свою очередь, делятся на метатрофы (мета — после и трофе — питание), или сапрофита (сапрос — гнилой, фитон
— растение), и паратрофы (пара — возле, трофе — питание), или патогенные. Первые питаются мертвыми питательными веществами, вторые размножаются только в живых существах. Паратрофы являются возбудителями болезней растений, беспозвоночных и позвоночных животных. Деление микроорганизмов на автотрофов, метатрофов и паратрофов весьма условно. Резких граней между ними нет. Многие паратрофы (патогенные микроорганизмы) могут развиваться и на мертвых питательных средах.
Изучение эволюции органического мира показало, что паратрофы, как паразиты других живых существ, возникли в глубокой древности на заре возникновения жизни. Современные паратрофы, как и все другие живые существа, находятся в развитии и продолжают совершенствовать свои паразитические свойства.