根据对温度的不同要求，嗜热菌可划分为3类：

（1）兼性嗜热菌：最高生长温度在40～50 ℃之间，但最适生长温度仍在中温范围内，故又称为耐热菌。

（2）专性嗜热菌：最适生长温度在40 ℃以上，40 ℃以下则生长很差，甚至不能生长。

（3）极端嗜热菌：最适生长温度在65 ℃以上，最低生长温度在40 ℃以上。

随着对嗜热菌研究的广泛开展和进行，新的菌种不断被发现。在这些新发现的菌种中，从意大利一处海底火山口附近的硫磺矿区分离到的一种极端嗜热菌Pyrodictium，最使科学家们感兴趣，它是迄今所知嗜热性最强的细菌。该处的海床由热矿沉积物和被硫覆盖的洞隙组成，海床上不断喷射出热海水和火山气。海床的温度为103℃。Pyrodictium生长的温度范围85～110℃，最适生长温度为105℃；pH值范围5～7；对盐分的适应范围很广，为1.2%～12%，最适盐度为1.5%；严格化能无机营养型，利用H2和元素硫形成大量的H2S；严格厌氧，暴露在氧气下，数分钟后即失活。该菌在保持H2/CO2气相条件、并供给硫的人工合成海水中能够生存，在培养过程中，加入酵母浸出液和蛋白胨可刺激其生长。

嗜热菌种类很多，营养范围亦非常广泛，但多数种类营异养生活，营自养生活的嗜热菌主要包括产甲烷细菌和硫化细菌，不过其中有一部分是混合营养型。

嗜热菌对pH值的要求，有两个绝然不同的范围，嗜酸嗜热的最适pH范围为1.5～4，而另一类群pH范围都是5.8～8.5。极端嗜碱的嗜热菌至今尚未发现。