Peamine erinevus fotosünteesi ja kemosünteesi vahel seisneb selles, et fotosüntees on päikesevalguse energia muundamine süsivesikuteks fotoautotroofide abil, kemosüntees aga anorgaaniliste ühendite või metaani keemilise energia muundamine kemoautotroofide abil orgaanilisteks ühenditeks.
Fotosüntees ja kemosüntees on kaks olulist protsessi, mis võimaldavad elusorganismidel neile toitu toota. Nii fotosüntees kui ka kemosüntees aitavad elusorganisme ülal pidada. Kuigi mõlemad protsessid kasutavad CO 2 ja toota orgaaniliste ühendite erinevad need mitu tunnust nagu kirjeldatakse artiklis. Nagu nimed näitavad, tähendab foto päikesevalgust ja kemoteraapia keemilist. Seega annab päikesevalgus energiat fotosünteesile, anorgaaniliste ühendite keemiline energia aga kemosünteesile.