光合自營（英語：photoautotrophy）是指能夠利用太陽光的光能和無機化合物中的元素（例如碳）來合成自身代謝所需有機物的生物（即自养生物）。這種生物活動被稱為光合作用，植物、藻類和藍藻都是光合自營生物的例子。
擁有該行為的生物主要分佈於植物界、原核生物界、原生生物界，此行為不同於綠非硫菌的“光合異營”。
真核光能自養生物透過其內共生葉綠體中的光色素葉綠素（一種卟啉衍生物）吸收光能，而原核光能自養生物則利用存在於遊離細胞質類囊體中的葉綠素和細菌葉綠素。植物、藻類和藍藻進行產氧光合作用，產生氧氣作為副產品，而有些細菌則進行非產氧光合作用。
化學和地質證據表明，光合藍藻大約在26億年前就已經存在，而不產氧光合作用在此之前的10億年就已經發生。[1] 有氧光合作用是遊離氧的主要來源，並導致了約24億至21億年前新太古代-古元古代交界時期的大氧化事件。[2] 雖然大氧化事件的結束標誌著總初級生產力的顯著下降，甚至超過了滅絕事件，[3] 但有氧呼吸的發展使得有機分子的代謝更加活躍，從而導致了共生起源和真核生物的進化，並最終促成了地球上複雜生命的多樣化。
原核光合自養生物包括藍菌、假單胞菌門、綠彎菌門、酸桿菌門、綠菌門、芽孢桿菌門、芽單胞菌門、嗜熱桿菌門。
. Photosynthesis Research. 2004,80 (1–3): 373–386.Bibcode:2004PhoRe..80..373O.ISSN 0166-8595.PMID 16328834.S2CID 1720483.doi:10.1023/B:PRES.0000030457.06495.83（英语）. 含有連結內容需訂閱查看的頁面 (link)
.PMID 31405980.doi:10.1073/pnas.1900325116 （英语）. . Nature. February 2014,506 (7488): 307–315.Bibcode:2014Natur.506..307L.ISSN 0028-0836.PMID 24553238.S2CID 4443958.doi:10.1038/nature13068（英语）. 含有連結內容需訂閱查看的頁面 (link)