就微生物总体而言，微生物可生长的温度范围很广，已知一般微生物在-10~-95℃均可生长，而每一种微生物只能在一定的温度范围内生长。因此，按它们生长温度范围的不同，把微生物分为三类。
 
　　高温型微生物：它们适于45~50℃以上温度中生长，在自然界的分布仅局限某些地区，常见于温泉、堆肥及其它腐烂有机物中。堆肥中温度可达60~70℃。分布于温泉中的细菌，有的可在100℃高温中生长。所以抗热性微生物常给食品工业、发酵工业带来麻烦。
 
　　中温微生物:它们最适于在20~40℃之间生长。绝大多数微生物都属这一类，这些微生物其中又分为室温性微生物与体温性微生物。前者最适生长温度为20~25℃，包括许多土壤微生物及植物性病原微生物。后者多为人及温血动物病原菌，它们的最适生长温度与其宿主体温相适，在30~50℃之间。
 
　　低温微生物:常见于两极地区的水域土壤中，也出现在海洋深处以及冷泉中。低温微生物可分为专性嗜冷和兼性嗜冷两种。无论在细菌或霉菌等种群中都有嗜冷的种属。有些生活在肉类上的霉菌，在零下10℃仍能生长，这是造成冷冻食品变质腐败和血浆污染的原因。

　一般来说，在冷冻的条件下，微生物的新陈代谢变得迟缓，生长繁殖停滞，但仍能生活，说明冷冻只能减慢或抑制微生物的生长繁殖速度，而起不到灭菌的作用。所以冰箱保藏食品，食用前必须加热，否则仍会引起肠道疾病或食物中毒。
 
　　那么，这些微生物为什么能在如此低温条件下生活呢?目前至少可以认为它们体内的酶在低温下仍能有效地起作用。另外，还观察到低温微生物与其它微生物相比，细胞质膜中不饱和脂肪酸含量较高，据推测，可能是由于它们的细胞质膜，在低温下仍保持半流体状态，仍能进行活跃的物质传递。