​Ympäristön liian korkea tai matala lämpötila rajoittaa eliöiden esiintymistä ja levinneisyyttä maapallolla. Kaikkien solujen massasta suurin osa on vettä. Solut eivät kuitenkaan saisi jäätyä, sillä solujen jäätyessä soluihin muodostuu niiden hienorakenteen rikkovia jääkiteitä. Solujen jäätymispiste vaihtelee eri eliölajeilla solunesteen koostumuksen mukaan.

Liian suuret poikkeamat minimi- ja maksimilämpötilojen ulkopuolelle ovat tuhoisia soluille. Solun kemialliset reaktiot hidastuvat ja lopulta lakkaavat sekä liian alhaisissa että liian korkeissa lämpötiloissa. Liian korkea lämpötila muuttaa proteiinien rakennetta siten, että ne menettävät toimintatehonsa.

Elämä alle 0 celsiusasteen tai yli 40 celsiusasteen ympäristössä vaatii lajeilta usein erityisiä sopeutumia, kuten kiteiden rakentumista estäviä tai proteiinien rakennetta suojaavia molekyylejä.

Alhaisimmissa lämpötiloissa toimeen tulevat eliöt elävät merijään suolavesitaskuissa, joissa lämpötila voi laskea muutamiin kymmeniin pakkasasteisiin. Monet eliöt voivat tosin muodostaa lepomuotoja, jotka selviävät hyvinkin kylmistä lämpötiloista vahingoittumattomina.

Korkeimmissa lämpötiloissa elävät eliöt ovat valtamerten mustissa savuttajissa elävät mikrobit. Korkean paineen ansiosta mustien savuttajien lämpötila voi nousta jopa 120 °C:een. Tätä kuumemmissa lämpötiloissa minkään eliön ei ole havaittu selviytyvän.

Kuva: Jopa kuumissa lähteissä elää mm. eräitä arkeoneja.