任何微生物只能在一定的温度范围内生存，在适宜的温度范围内微生物能大量生长繁殖。根据微生物对温度的不同反应可分为嗜冷、兼性嗜冷、嗜温、嗜热和超嗜热（或端嗜热）5种类型。它们都有各自的低、适和高生长温度范围。

原生动物的适温度一般为16～25℃，工业废水生物处理过程中的原生动物的适温度为30℃左右，其高温度在37～43℃，少数可在60℃中生存。大多数放线菌的适温度为23～27℃，其高温类型在50～65℃生长良好，有的放线菌在20℃以下的温度中也可生长。霉菌生长与温度的关系和放线菌差不多。在实验室培养放线菌、霉菌和酵母菌多采用的温度为28～32℃。藻类的适温度多数在28～30℃

不同微生物生长温度的一些典型例子。温度的变化都会对每种类型微生物的代谢过程产生影响，微生物的生长速率会发生改变，以适应温度的变化。

微生物能够快生长的温度叫作适温度，能够生长的低或高温度，分别叫作低温度和高温度。低于低温度微生物停止生长，超过高温度微生物则会死亡，超过高温度基点愈高，微生物死亡愈快。一般无芽孢杆菌在60℃时30min致死，70℃时10～15min死亡，在80～100℃情况下，几分钟全部无芽孢微生物都会死亡。芽孢较耐高温，但各种微生物产生的芽孢耐高温的程度不同。在100℃情况下，有的几分钟内死亡，有的能在沸水内2h也不致死。芽孢比菌体耐高温的原因可能是芽孢内结合水含量较高。

微生物对低温抗力较强。低于生长低温度一般只能抑制其生长，很少有杀死作用。如酵母菌细胞可在-130℃下经24h不死亡，细菌芽孢和霉菌孢子可在-190℃下存活半年。因此，根据微生物对低温的抵抗能力，在实践中常用低温保存菌种。