一般生物难以生存而只有某些特殊生物和特殊微生物才干生存的异常环境，如高温、低温、高碱、高酸、高盐、高压、高辐射和厌氧等环境，这些环境称为极端环境，包括温泉、热泉、冷泉、堆肥、火山喷发处、酸性热泉、盐湖、碱湖、海洋深处、矿尾酸水池、某些工厂的高热和特异性废水排出口等处都是极端环境。能在这些极端环境中生存的微生物称为极端环境微生物(extremenvironmentmicroorgan简称极端微生物(extrermmicroorgan如嗜热菌、嗜冷菌、嗜盐菌、嗜压菌或嗜酸菌、嗜碱菌等。这些微生物问并无亲缘关系，但其中的一些如极端嗜热菌(extremthermophil极端嗜盐菌(extremhalophil和在严格厌氧条件下生长的产甲烷菌在许多方面都有相似之处，特别是经分子水平16SrRNA 寡核苷酸序列的研究分析，说明它生物发育系统上关系密切，均属古细菌球上除了一般生物可正常生活的环境外。
极端环境微生物对环境的高度特异性和适应性是临时自然选择的结果，常具有不同于一般微生物的遗传特性、特殊的生理机能或特殊的代谢产物。极端环境微生物细胞内的蛋白质、核酸、脂肪等分子结构、细胞壁及细胞膜的结构与功能、酶的特性、代谢途径等许多方面，都与其他普通环境微生物有显著的区别。极端环境微生物的机体内有很多在一般生物中难以发现的基因，具有指导合成与特殊代谢机能有关的酶的作用，如抗热、抗寒、抗盐、抗干燥、抗酸、抗碱、抗压力、抗辐射、抗毒物基因等。因而是一个珍稀的基因资源库，常会被发现具有某种特殊的应用价值。
研究极端环境中的微生物具有重要的理论和实际意义，因为这些微生物在冶金、采矿、燃料生产、发酵、石油开采、酶学工艺等方面有重要的用途；此外，对极端微生物的生态、生理机能、生化反应和遗传基因等理论方面的研究，使人们扩大并加深了对生命实质及生物进化等方面的解。20世纪70年代以来，极端环境微生物已成为微生物学发展的新领域及新的资源宝库。幽的极端环境微生物资源丰富，有待开发利用。
微生物的生长发育是极其复杂的生物化学反应过程，这些反应需要在一定的温度范围内进行。因此，温度是影响微生物生长与存活的最重要因素之一。
微生物可生长的温度范围较广，一般在1095℃均有微生物生长。尽管每一种微生物的生长温度范围有窄有宽，但都有其最低生长温度、最适温度和最高生长温度，被称为生长温度三基点。微生物生长的温度耐性下限叫最低生长温度，低于此温度微生物则不能生长；微生物生长最旺盛时的温度叫最适生长温度，此温度下微生物的生长速率高、代时短；微生物生长的温度耐性上限叫最高生长温度，逾越这个温度则会引起细胞成分发生不可逆的失活而导致死亡。微生物的最适生长温度通常靠近最高生长温度。不同微生物的基本生长温度差异很大。根据微生物的最适生长温度，可将微生物分为三类。
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