溫度主要通過影響微生物細胞膜的流動性和生物大分子的活性來影響微生物的生命活動。根據最適生長溫度的不同可將微生物分為嗜冷微生物、嗜溫微生物、嗜熱微生物三大類。
（1）嗜冷微生物
或稱低溫微生物，能在0℃以下生長的微生物，主要分布於地球兩極地區的水域和土壤中。可細分為專性嗜冷生物和兼性嗜冷生物，專性嗜冷微生物的最適溫度在15℃左右或更低，兼性嗜冷微生物最適生長溫度在20℃左右。細菌和黴菌中都有兼性嗜冷型，定居和生長在冷藏食品上的微生物都是兼性嗜冷型。
（2）嗜溫微生物
最適生長溫度在25-37℃的微生物，自然界中大多數微生物屬於此類，可細分為室溫型和體溫型。室溫型為腐生或植物寄生，適於20~25℃生長，如土壤微生物、植物病原微生物。體溫型為動物寄生，體溫型微生物多為人及溫血動物的病原菌，最適生長溫度與宿主體溫相近，在35~40℃之間。人體寄生菌的最適生長溫度溫度為37℃左右。
（3）嗜熱微生物
能在45~50℃以上的溫度環境中生長，最適溫度在50~60℃左右。常出現在溫泉、堆肥和土壤中，工業中產用的德式乳酸杆菌屬於此類。如果嗜熱微生物在37℃下也能生長的稱為兼性嗜熱微生物；而在37℃下不能生長的稱為專性嗜熱微生物。其中，如果最高生長溫度超過75℃，稱為高度嗜熱微生物；如果最高生長溫度在55~75℃之間，稱為中度嗜熱微生物。微生物的抗熱性與菌齡也有關係，一般幼齡的比老齡的對熱更敏感。
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