化能合成是运用化学能的能量将二氧化碳变成葡萄糖。
举个例子，例如硝化细菌
NH3+O2==HNO2==HNO3+能量
该能量用于CO2+H2O===C6H12O6
没有配平，不过原理是这样的
化能合成和光合作用利用二氧化碳和水合成有机物大致相同，但合成有机物时所用的能量是不同的。光合作用合成有机物时使用的ATP和[H]是光由能转换成的；而化能合成作用合成有机物时使用的ATP和[H]是这些微生物在氧化有机物时由释放的化学能转换成的。
化能合成:
自然界中存在某些微生物,它们能以二氧化碳为主要碳源,以无机含氮化合物为氮源,合成细胞物质,并通过氧化外界无机物获得生长所需要的能量这些微生物进行的营养方式称为化能合成作用例如硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌等这些微生物的活动,对维持地球上物质循环的平衡以及对净化环境具有重要作用例如,土壤中硝化细菌的活动,可提高土壤肥力,增加植物可利用的氮素营养利用硫细菌可降低土壤pH值,提高土壤矿质盐的可溶性,从而改善作物的矿质营养利用某些自养微生物的化能合成作用,可在贫矿尾矿中进行细菌浸矿还可利用氢细菌进行单细胞蛋白生产,其最大优点在于原料取之不尽但某些菌亦可造成对人类的危害,例如对金属的腐蚀等
硝化作用
硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程
其作用过程如下：
硝化细菌从铵或亚硝酸的氧化过程中获得能量用以固定二氧化碳,但它们利用能量的效率很低,亚硝酸菌只利用自由能的5～14％； 硝酸细菌也只利用自由能的5～10％因此,它们在同化二氧化碳时,需要氧化大量的无机氮化合物
土壤中硝化细菌的数量首先受铵盐含量的影响,一般耕地里,每克土中只有几千至几万个添加铵盐即可使其数量增至几千万个土壤中性偏碱,通气良好,水分为田间持水量的50～70％,温度为10～30℃时,最适宜硝化细菌的生长繁殖,铵盐也能迅速被转化为硝酸盐
自然界中,除自养硝化细菌外,还有些异养细菌、真菌和放线菌能将铵盐氧化成亚硝酸和硝酸,异养微生物对铵的氧化效率远不如自养细菌高,但其耐酸,并对不良环境的抵抗能力较强,所以在自然界的硝化作用过程中,也起着一定的作用
反硝化作用
也称脱氮作用反硝化细菌在缺氧条件下,还原硝酸盐,释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途,一是利用其中的氮作为氮源,称为同化性硝酸还原作用：NO3-→NH4+→有机态氮许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体,把硝酸还原成氮（N2）,称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-→NO2-→N2↑能进行反硝化作用的只有少数细菌,这个生理群称为反硝化菌大部分反硝化细菌是异养菌,例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等,它们以有机物为氮源和能源,进行无氧呼吸,其生化过程可用下式表示：
C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量
CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量
少数反硝化细菌为自养菌,如脱氮硫杆菌,它们氧化硫或硝酸盐获得能量,同化二氧化碳,以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体可进行以下反应：
5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4
反硝化作用使硝酸盐还原成氮气,从而降低了土壤中氮素营养的含量,对农业生产不利农业上常进行中耕松土,以防止反硝化作用反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节,可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少,消除因硝酸积累对生物的毒害作用
是否产生氧气关键看电子供体（氢源）是什么。如果是水，那么产物中就有氧，因为这里的氧是多余的副产物（只是针对该化学反应而言，是否供该个体呼吸作用就另当别论了）。
目前所知的化能合成作用的微生物大约有这些：
1产碱菌属、氢噬胞菌属、假单胞菌属（电子供体是H2）
2硝化杆菌属（电子供体是NO2-）
3亚硝化单胞菌属（电子供体是NH4+）
4脱氮硫杆菌属（电子供体是S，H2S）
5铁氧化硫杆菌属（电子供体是Fe2+,S，H2S）
上述微生物在化能合成作用中均不产生氧。
其实，哪怕是光合作用也不能说“都可以产生氧气”。
说到底还是一个“电子供体的问题”，比如，绿色硫细菌（绿菌属）、绿色非硫细菌（绿屈挠菌属）、紫色硫细菌（着色菌属）、紫色非硫细菌（红假单胞菌属），其光合电子供体是H2，H2S，S，因此也不可能产氧。
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