Autotrofie (z řeckého autos - sám a trophe - výživa) je způsob získávání uhlíku pro tvorbu uhlíkatých skeletů vlastních organických látek u autotrofních organismů (nebo také primárních producentů, prvovýrobců). Tyto organismy získávají uhlík z anorganických látek (zpravidla oxidu uhličitého) a syntetizují si z něj uhlíkaté řetězce, na rozdíl od heterotrofních organismů, které to nedokáží a za zdroj uhlíku jim slouží organické látky vytvořené jinými organismy.
Zjednodušeně lze také říci, že autotrofní organismy dokáží přeměnit anorganické látky (především oxid uhličitý a vodu) na organické látky (sacharidy, tuky a bílkoviny).
Organismy, které využívají energii ze světla (fotosyntézu), se nazývají fotoautotrofní organismy a jsou to rostliny, řasy a sinice. Organismy, které využívají anorganické chemické reakce (chemosyntézu), se nazývají chemoautotrofní organismy a jsou to především bakterie.
Autoautotrofy jsou naprosto nezbytné pro většinu ostatních živých organismů na Zemi. Jsou na nich závislí býložravci a následně i masožravci. Ti všichni nedokáží přeměnit anorganické látky na organické.
Některé organismy kombinují heterotrofní a autotrofní výživu (například masožravé rostliny), ty pak označujeme za mixotrofní.