Temperatur er den mest avgjørende faktoren for utbredelse av organismer fordi den avgjør den fysiske tilstanden til vann. De fleste organismer kan ikke tåle lavere temperatur enn eller høyere enn over særlig lang tid. Eksempler på noen unntak er bakterier som kan leve i varme kilder med temperaturer over kokepunktet og lavarter i polare strøk som kan tåle temperaturer ned til . Årsaken til disse temperaturbegrensningene er at molekyler som protein vil denaturere (miste opprinnelige egenskaper) ved temperaturer over . Med temperatur under vil vanninnhold i cellene fryse til is og få dem til å sprekke.