嗜熱菌在開發應用方麵有著廣闊的前景：
嗜熱菌可用於細菌浸礦、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。利用嗜熱菌對廢水廢料進行厭氧處理，可提高反應速度，消滅汙水汙物中的病原微生物。
在發酵工業中，可以利用其耐高溫的特性，提高反應溫度，增大反應速度，減少中溫型雜菌汙染的機會。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。
此外，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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