Tất cả các quá trình trao đổi chất của vi sinh vật có thể được sắp xếp theo ba nguyên tắc:

1. Làm thế nào sinh vật thu được cacbon để tổng hợp khối lượng tế bào:[1]

• tự dưỡng - cacbon thu được từ cạc-bon đi-ô-xít (CO
  2)
• dị dưỡng - cacbon thu được từ hợp chất hữu cơ
• hỗn hợp - cacbon thu được từ cả các hợp chất hữu cơ và bằng cách cố định cacbon đioxit

2. Làm thế nào sinh vật lấy được giảm tương đương (nguyên tử hydro hoặc electron) được sử dụng trong bảo toàn năng lượng hoặc trong các phản ứng sinh tổng hợp:

• ánh sáng - tương đương giảm thu được từ hợp chất vô cơ
• hữu cơ - đương lượng khử thu được từ các hợp chất hữu cơ

3. Làm thế nào sinh vật thu được năng lượng để sống và lớn lên:

• quang dưỡng - năng lượng thu được từ ánh sáng[2]
• hóa dưỡng - năng lượng thu được từ bên ngoài các hợp chất hóa học[3]