Galvenā atšķirība starp fotosintēzi un ķīmijsintēzi ir tāda, ka fotosintēze ir saules gaismas enerģijas pārveidošana par ogļhidrātiem ar fotoautotrofu palīdzību, savukārt ķīmijsintēze ir neorganisko savienojumu vai metāna ķīmiskās enerģijas pārveidošana par organiskiem savienojumiem ar ķīmisko autotrofu palīdzību.
Fotosintēze un ķīmijsintēze ir divi svarīgi procesi, kas ļauj dzīviem organismiem ražot viņiem pārtiku. Gan fotosintēze, gan ķīmijsintēze palīdz uzturēt dzīvos organismus. Lai gan abos procesos tiek izmantots CO 2 un rodas organiski savienojumi, tie atšķiras no vairākām rakstā aplūkotajām īpašībām. Kā norāda nosaukumi, foto nozīmē saules gaismu, bet ķīmija - ķīmisku. Tādējādi saules gaisma nodrošina enerģiju fotosintēzei, savukārt neorganisko savienojumu ķīmiskā enerģija nodrošina ķīmijas sintēzi.
