地球上存在嗜热细菌，通常是古细菌，能够适应45℃~122℃的高温，还未发现能够承受200℃高温的生物，不过存在的可能性也不大，150℃可能是地球生命的极限。

尽管嗜热生物的数量很多，但科学家们也不相信存在能够适应150℃以上高温的极端嗜热生物，地球生物的基因构造使得在高温下DNA双链之间的连接会更不稳定，就难以完成基因的翻译和转录，而事实上目前科学家们也没有发现过这样的生物，生命力顽强的水熊虫也只能在151℃的环境中存活2分钟。

嗜热菌对热的抵抗能力很强，尽管活动的环境多是高温环境，但是它们的适应性却不限于此，如果环境温度低于45℃它们也能存活。因此科学家认为嗜热细菌和地球生命的起源可能有一定关系。在海底的热泉附近存在以嗜热细菌为基础构建的生态系统，虽然热泉中的水最高可以达到400多摄氏度，嗜热菌却并不是在直接生活在热泉中，而是生活在热泉口边缘，细菌以热泉中的化学物质提供能量合成有机物，大量虾蟹以捕食这些微生物为食，它们甚至进化出了特殊的类似毛的结构，用于过滤热泉附近的水捕食细菌，周围还有一些体型较大的鱼类以这些鱼虾为食，由此构建了一个较为复杂的海底热泉生态系统。而当嗜热菌脱离热泉口，多数嗜热菌并不是不能生存了。也就是说嗜热菌能够适应较低温度环境，一般的生物却难以适应数十道一百多摄氏度的高温环境。

地球上不乏天然的高温水体，通常是由于地质活动挤压出来的高温热泉，因为从地壳较深的地方喷出，因此携带着大量的化学物质和热量，热量可以催动物质的反应，化学物质可以为化能自养生物提供养分，因此可能会有生命存在。目前在世界各地的高温热泉中，科学家们已经发现了大量的嗜热微生物，能够适应45℃~122℃的高温，它们的基因能够翻译产生耐高温的酶。其中一部分嗜热菌只能在90℃以上的高文中存活，温度低于此严重抑制它们的生长，因此被称为“超嗜热生物”，而2003年發現的一株古菌“菌株121”甚至能在和消毒设备中抵抗121°C的高温，24个小時内細胞数目加倍，也就是说在121℃的时候它们的生长也没有被抑制。目前发现的超嗜热生物也已经有50多种，通常适宜的温度范围为60℃~122℃。嗜热细菌多生存于温度较高的环境中，比如温泉和地下深处。