Hétérotrophie viens du grec heteros (autre) et trophê (nourriture). L’hétérotrophie est la nécessité pour un organisme vivant de se nourrir de constituants organiques préexistants, d'origine animale ou végétale.

Les hétérotrophes sont contraints de se procurer leur matière organique en la prélevant sur d'autres organismes, soit vivants (cas des prédateurs, des parasites et des commensaux), soit morts (nécrophages), ou encore sur les restes d'autres êtres vivants (feuilles mortes, anciens téguments éliminés, excréments...).
On distingue les phagotrophes, qui absorbent les particules alimentaires via des vésicules d'endocytose (phagocytose) et qui sont exclusivement des eucaryotes, et les osmotrophes, qui absorbent les nutriments sous forme solubles via des transporteurs et qui sont soit des procaryotes, soit des eucaryotes.
La notion d’hétérotrophie s’oppose à celle d’autotrophie. L'existence même des hétérotrophes, qualifiés de « producteurs secondaires », est intimement liée à celle des autotrophes, qualifiés de « producteurs primaires » car ils sont la base de la chaîne alimentaire.
L’autotrophie désigne la capacité de certains organismes vivants à produire de la matière organique en procédant à la réduction de matière inorganique, par exemple le carbone (le dioxyde de carbone) ou encore l’azote (sous forme de NO3 ou de N2). Cela s’accompagne d’un prélèvement de sels minéraux dans le milieu (ions nitrate, phosphate, …). Les organismes autotrophes au carbone sont donc capables de se développer dans un milieu ne contenant que du carbone minéral, contrairement à un organisme hétérotrophe qui devra se procurer des molécules organiques (idem pour l’azote).
Ce mode de nutrition caractérise les végétaux chlorophylliens (verts), les cyanobactéries, les bactéries sulfureuses . L’énergie nécessaire à cette synthèse provient de : la lumière, grâce à la photosynthèse, dans les cellules chlorophylliennes, des liaisons chimiques, grâce à la chimiosynthèse des bactéries sulfureuses, par exemple. 
En effet, les organismes autotrophes constituent toujours le premier maillon d’une chaîne alimentaire. On peut dire que les autotrophes sont à l’origine de quasiment toute la matière organique dans un écosystème.
Les plantes chlorophylliennes possèdent des cellules autotrophes (cellules chlorophylliennes des feuilles vertes) mais aussi des cellules hétérotrophes (cellules des racines).