兼性嗜熱菌最適宜生長溫度在50～65℃之間，專性嗜熱菌最適宜生長溫度則在65～70℃之間。在冰島，有一種嗜熱菌可在98℃的溫泉中生長。在美國黃石國家公園的含硫熱泉中，曾經分離到一株嗜熱的兼性自養細菌——酸熱硫化葉菌（Sulfolobus），它們可以在高於90℃的溫度下生長。
近年來，這種細菌已受到了廣泛重視，可用於細菌浸礦、石油及煤炭的脫硫。在一些汙泥、溫泉和深海地熱海水中，生活著能產甲烷的嗜熱細菌，生活的環境溫度高，鹽濃度大，壓力也非常高，在實驗室很難分離和培養。嗜熱真菌通常存在於堆肥、幹草堆和碎木堆等高溫環境中，有助於一些有機物的降解。
在發酵工業中，嗜熱菌可用於生產多種酶製劑，例如纖維素酶、蛋白酶、澱粉酶、脂肪酶、菊糖酶等，由這些微生物中產生的酶製劑具有熱穩定性好、催化反應速率高，易於在室溫下保存。
近年來，嗜熱菌研究中最引人注目的成果之一就是將水生棲熱菌中耐熱的Taq DNA聚合酶用於基因的研究和遺傳工程的研究以及基因技術的廣泛應用中。
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