Verschiedene Bakterien haben je nach Umgebung unterschiedliche optimale Wachstumstemperaturen. Menschliche Darmbakterien gedeihen bei 98 Grad Fahrenheit, während dieselbe Temperatur für die meisten Pflanzenbakterien tödlich wäre.
Die meisten Bakterien, die in alltäglichen Umgebungen vorkommen, gedeihen bei Raumtemperatur. Thermophile Bakterien, wie die Bakterien, die in den kochenden heißen Quellen des Yellowstone-Nationalparks vorkommen, und Bakterien, die in der Nähe von Thermalquellen in der Tiefsee vorkommen, gedeihen bei hohen Temperaturen. Andere Bakterien gedeihen bei kalten Temperaturen, in antarktischen Gletschern und Gewässern. Solche Niedrigtemperatur-Bakterien können auch in Haushaltskühlschränken wachsen, was eine routinemäßige Desinfektion mit einem Antiseptikum erforderlich macht.
Verschiedene Bakterien haben unterschiedliche bewohnbare Temperaturbereiche, die durch die drei kardinalen Phasenänderungspunkte des Wassers definiert werden. Bakterien, die Temperaturen in der Nähe von Warmblütern bevorzugen, werden als Mesophile bezeichnet. Bakterien, die erhöhte Temperaturen über der Körpertemperatur, aber deutlich unter dem Siedepunkt von Wasser bei Standardtemperatur- und Druckbedingungen bevorzugen, werden als Thermophile bezeichnet. Bakterien, die Temperaturen um den Siedepunkt von Wasser bevorzugen, werden als extreme Thermophile bezeichnet. Bakterien, die Temperaturen um den Gefrierpunkt von Wasser bevorzugen, werden als Psychrophile bezeichnet. Schließlich werden Bakterien, die beim Gefrierpunkt von Wasser langsam überleben und wachsen können, aber bei Raumtemperatur gedeihen, als Psychrotrophe bezeichnet. Diese Psychrotrophen verursachen, dass gefrorene Lebensmittel mit der Zeit verderben.
