Ở những ao có bổ sung thêm nhiều thức ăn, thức ăn tự nhiên thường đóng góp khoảng 30 – 50% sự tăng trưởng của cá. Trong khi đó, ở những ao nuôi cá nheo có cho ăn đầy đủ, thức ăn tự nhiên chỉ giúp khoảng 5 – 10% tăng trưởng mà thôi. Khả năng sử dụng được nhiều loại thức ăn tự nhiên (và cả thức ăn chế biến) của cá rô phi làm cho việc nuôi ghép chúng với các loài cá khác trở nên không quan trọng khi so với cá chép hay các loài cá chép Trung Quốc.
>>> Xem thêm: Tổng hợp các loại thức ăn của cá rô phi
Cá rô phi thường được coi như loài ăn lọc vì chúng thu gom sinh vật phù du trong nước rất hữu hiệu. Tuy nhiên, gọi cá rô phi là loài ăn lọc có lẽ không chính xác vì chúng không thực sự lọc nước qua lược mang một cách hiệu quả như cá mè trắng và cá mè hoa. Mang cá rô phi tiết ra chất nhầy kết dính các sinh vật phù du lại tạo thành những hạt chứa đầy những sinh vật phù du để chúng sử dụng. Cơ chế bắt mồi như vậy cho phép cá rô phi ăn được những hạt có kích thước nhỏ tới 5 µm. Người ta cũng thường hiểu lầm rằng, vào cuối buổi sáng và đầu buổi chiều cá rô phi đang bị căng thẳng do thiếu Oxy khi chúng hớp nước ăn mồi ở tầng mặt nơi có rất nhiều thực vật phù du. Sự tiêu hóa và hấp thu thức ăn có nguồn gốc thực vật xảy ra trong ống tiêu hóa có chiều dài ít nhất cũng khoảng 6 lần chiều dài than. Khả năng sử dụng tảo của cá rô phi đen Oreochromis mossambicus kém hơn cá rô phi vằn O. niloticus và cá rô phi xanh O. aureus.
Một vài loài cá rô phi khác, bao gồm Tilapia rendallii và T. zillii, ăn lá xanh một cách chủ động nhưng tăng trưởng chậm và không có khả năng ăn sinh vật phù du nên bị loại khỏi danh sách những đối tượng nuôi phù hợp. Thực vật thượng đẳng thủy sinh không được coi là thức ăn ưa thích của cá rô phi vằn và rô phi xanh. Những loài có giá trị kinh tế quan trọng này không thể tiêu diệt một cách hữu hiệu các loài cỏ nước đã mọc vững từ trước, nhưng có thể ngăn chặn sự phát sinh các loại rong bèo chìm hay nổi ở trong ao.
Việc cá sử dụng được mô thực vật không phải đương nhiên hàm ý chúng có khả năng tiêu hóa và hấp thu dưỡng chất cho cơ thể. Đa số các loài cá không thu được dinh dưỡng từ những mô thực vật được ăn vào một cách ngẫu nhiên. Nhưng cá rô phi lại thu được dinh dưỡng từ thức ăn thực vật. Sự tiêu hóa tảo sợi, phù du và thực vật bậc cao được thực hiện bằng 2 cách: xay nghiền các mô thực vật bằng cơ học nhờ 2 phiến răng hầu chắc khỏe, hoặc nhờ vào độ pH nhỏ hơn 2 trong dạ dày sẽ làm vỡ nát vách tế bào của tảo lam và vi sinh vật. Các loài kinh tế quan trọng thuộc giống Oreochromis tiêu hóa 30 – 60% đạm có trong tảo, và chúng tiêu hóa tảo lam hữu hiệu hơn nhiều so với tảo lục.
Phân chuồng vừa có chức năng là phân bón vừa có chức năng là thức ăn trong ao nuôi cá rô phi. Phân gà, phân heo chứa ít Carbohydrate mà cá rô phi có thể tiêu hóa được. Tuy nhiên chỉ có một nửa lượng đạm trong phân heo được cá rô phi tiêu hóa.
Khi ăn cá rô phi không xáo trộn nền đáy nhiều như cá chép. Ban ngày chúng tìm kiếm các loài động vật không xương sống ở đáy ao và các mảnh vụn hữu cơ chứa đầy vi khuẩn. Cá rô phi cũng ăn các động vật không xương sống sống tạm thời trong nước. Chúng không được xếp vào nhóm động vật ăn cá, nhưng cá rô phi con cũng chủ động tấn công cá con mới nở. Tập tính ăn mồi sống này là điều đáng lưu tâm chính trong chiến lược quản lí sản xuất giống cá rô phi.
Giống như các loài cá rô phi khác, rô phi lớn và trưởng thành có tính cát cứ rất cao. Sự hung hăng của cá bị giảm sút nhiều do nước đục giới hạn tầm nhìn của cá. Hệ quả của tập tính cát cứ này là sự tăng trưởng không đồng đều ở mật độ cao và chỉ có ít thức ăn tập trung ở một vài nơi nào đó. Nhìn chung cá rô phi có thể sử dụng thức ăn tự nhiên hiệu quả tới mức năng suất hơn 3000 kg/ha có thể được duy trì ở những ao có bón phân đầy đủ mà không cần cho thêm thức ăn. Giá trị dinh dưỡng của thức ăn tự nhiên rất quan trọng, ngay cả ở những cơ sở nuôi công nghiệp có cho ăn đầy đủ.