La nutrición heterótrofa (del griego hetero, diferente a otro, desigual, diferente; y trofo, alimento o acción de nutrir) es aquella en la cual los organismos obtienen sus nutrientes y energía a partir de materia orgánica —en contraste con la nutrición autótrofa en la que la materia inorgánica es usada para esos fines—. Los animales, los protozoos, los hongos, los mohos mucilaginosos y gran parte de las bacterias y las arqueas son organismos heterótrofos. Estos organismos pueden ser clasificados en osmótrofos y fagótrofos dependiendo su forma de nutrición. La mayoría de los hongos, las bacterias y arqueas no autótrofas son osmótrofos porque obtienen sus nutrientes por absorción osmótica de sustancias disueltas. Mientras que los animales, protozoos, mohos mucilaginosos y algunos hongos (como Orbiliomycetes) son fagótrofos debido a que se nutren ingiriendo organismos enteros o partes de un organismo.
En el organismo heterótrofo las sustancias nutritivas son materias orgánicas, ricas en energía (carbohidratos, lípidos, proteínas), pues los seres heterótrofos son incapaces de transformar materia inorgánica en orgánica. Estos organismos, por tanto, dependen de la materia orgánica sintetizada por los organismos autótrofos, o de otros seres heterótrofos.
El proceso de nutrición heterótrofa de una célula se puede dividir en las siguientes etapas:
El metabolismo se divide en dos fases:
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