生物在长期的进化过程中，不断地与它所处的环境发生相互作用，逐渐在新陈代谢方式上形成了不同的类型。按照自然界中生物体同化和异化过程的不同，新陈代谢的基本类型可以分为同化作用和异化作用两种。一方面，生物有机体把从环境中摄取的物质，经一系列的化学反应转变为自身物质。这一过程称为同化作用，即物质从外界到体内，从小分子到大分子。因此，同化作用是一个吸收能量的过程，如绿色植物利用光合作用，把环境中的水和二氧化碳等物质转化为淀粉、纤维素等物质。与此相反的是异化作用，即从体内到外界环境，物质由大分子转变为小分子的过程，这是个释放能量的过程，同时把生物体不需要或不能利用的物质排出体外。[2]
同化和异化是矛盾的两个方面，既对立又统一，它们互相制约、互相联系、互相依赖，彼此都以其对立面为存在条件。异化作用为同化作用提供能量，同化作用又为异化作用提供了物质基础。如人体的新陈代谢，在不同年龄阶段程度是不同的。幼年和青少年时期需要更多的营养物质来促进身体的生长，同化作用在这一阶段占主导地位，新陈代谢旺盛，反之，到了老年阶段，人体机能逐渐衰退，新陈代谢日趋缓慢，此时异化作用和同化作用的主次关系也发生了变化。[2]
依同化作用的方式不同，可把生物分成自养型和异养型两类。人们把摄取现成有机物而生活的生物称为异养型生物； 把能从环境中吸收简单无机物同化为复杂有机物的生物称为自养型生物。根据所需能源和碳源的不同，又可把生物分为四大类型。[3]
1.光能自养型
以光为能源， 以CO2或碳酸盐为主要碳源的生物称为光能自养型生物。这种生物通常具有光合色素，它们以光为能源来进行光合作用，以水或其他无机物作为供氢体，还原CO2 ，合成细胞物质。例如高等植物，藻类及某些具有光合色素的细菌均属于这一类型。 这类生物同化CO2的方式，可用一通式概括。通式中A在高等植物和藻类中是氧，在细茵中则是硫或其他无机硫化物。高等植物在光合作用过程中，吸收光能，同化二氧化碳和水，制造有机物质，并放出氧气。[3]
CO2+2H2A→(CH2O)+2A+H20[3]
光合作用的机理比较复杂，包括一系列的光学步骤和物质转变。可用下列简式表示：[3]
6CO2+6H20→C6H12O6+6O2[3]
2.光能异养型
以光为能源，以有机物为主要碳源的生物称为光能异养型主物。有些细菌具有光合色素，能进行光合作用。它们以有机物作为供氢体，同化有机物质形成自身物质，是一种不产氧的光合作用。[3]