Vi sinh vật ưa lạnh thường sống ở các vùng Nam Cực, Bắc Cực, các đại dương (90% đại dương có nhiệt độ ≤ 5°C), sinh trưởng tối ưu ở nhiệt độ ≤ 15°C.

– Vi sinh vật ưa ấm có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là 20 – 40°C. Đa số thuộc nhóm này là các vi sinh vật đất, vi sinh vật nước, vi sinh vật sống trong cơ thể người và gia súc (kể cả các vi sinh vật gây bệnh), vi sinh vật gây hư hỏng đồ ăn, thức uống hằng ngày.

– Một số vi sinh vật ưa nhiệt, sinh trưởng tối ưu ở 55 – 65°C. Đa số chúng là vi khuẩn, một số là nấm và tảo. Nơi sống của chúng là các đống phân ủ, đống cỏ khô tự đốt nóng và các suối nước nóng. Hoạt động của các enzim và ribôxôm của chúng thích ứng ở nhiệt độ cao.