棲熱菌屬屬於好氧或兼性厭氧非發酵革蘭氏陰性杆菌。
直杆，0.5-0.8μm X 10.0μm。在培養條件下可出現20～200 μm以上的絲狀體。大多數菌株形成圓體－直徑10-20μm大的球狀體，它們是從相連的細胞衍生而來，通常在老培養物中可見到。細胞不運動，沒有鞭毛。不產芽孢。細胞染色為革蘭氏陰性，大多數菌株形成黃色橙色或紅色菌落，這些顏色是由於類胡蘿卜素所致。好氧，以氧為末端電子受體的嚴格呼吸代謝類型。氧化酶和接觸酶陽性。通常水解明膠，一般弱水解澱粉。常常還原硝酸鹽到亞硝酸鹽。嗜高溫，最適溫度70-75°C，最適pH為中性。發現於中性到堿性的溫泉和熱水加熱器中。也發現於鄰近高溫池的天然水中。包括3個種，鑒別見表4-3。相近屬的鑒別見表4-2。
模式種：水生棲熱菌(Thermus aquaticus)。
