嗜热菌种类很多,营养范围亦非常广泛,但多数种类营异养生活,营自养生活的嗜热菌主要包括产甲烷细菌和硫化细菌,不过其中有一部分是混合营养型。嗜热菌对pH值的要求,有两个绝然不同的范围,嗜酸嗜热的最适pH范围为1.5-4,而另一类群pH范围都是5.8-8.5。极端嗜碱的嗜热菌至今尚未发现。可能的耐热机制有以下几种:1)类脂的敏感作用:嗜热菌细胞质膜的化学成分,随环境温度的升高不仅类脂总含量增加,而且细胞中的高熔点饱和脂肪酸也增加,即长链饱和脂肪酸增加,不饱和脂肪酸减少。脂肪酸熔点的高低和热稳定性呈如下顺序:直链饱和脂肪酸>带支链饱和脂肪酸>不饱和脂肪酸。另外,饱和脂肪酸比不饱和脂肪酸能形成更多的疏水键,从而进一步增加膜的稳定性。众所周知,细胞膜由双层类脂构成,但古细菌中嗜热菌其双层类脂进行了共价交联,成为两面都是水基的单层脂,并且保持了完整的疏水层,这种结沟,极大地增强了其耐热性。2)重要代谢产物的迅速再合成:嗜热菌中tRNA的周转率大于中温菌的周转率;并且,其DNA中的GC含量高于中温菌的GC含量。一般中温菌的GC含量为44.9%,而嗜热芽饱杆菌DNA中的GC含量为53.2%。GC含量越高,DNA分子的解链温度也越高。嗜热菌在高温下不但热稳定性高,而且代谢快,其速率等于或大于热不稳定代谢物的转化,因此,重要代谢产物能够迅速再合成。3)蛋白质的热稳定性:科学家已从嗜热菌中分离出多种蛋白质,其中包括许多重要的酶类,它们的热稳定性高于中温型细菌的类似蛋白,而且,在细胞内生活状况下这二种差别更加明显。也就是说嗜热菌蛋白质的热稳定性取决于两个方面:一方面,其蛋白质的天然结构更加稳定;另一方面,嗜热菌细胞内存在着促进热稳定性的因素。实验证明,蛋白质一级结构中个别氨基酸的改变,就可导致其热稳定性的改变。