嗜熱菌俗稱高溫菌，廣泛分布在溫泉、堆肥、地熱區土壤、火山地區以及海底火山地等。
兼性嗜熱菌最適宜生長溫度在50～65℃之間，專性嗜熱菌最適宜生長溫度則在65～70℃之間。在冰島，有一種嗜熱菌可在98℃的溫泉中生長。在美國黃石國家公園的含硫熱泉中，曾經分離到一株嗜熱的兼性自養細菌——酸熱硫化葉菌（Sulfolobus），它們可以在高于90℃的溫度下生長。
近年來，這種細菌已受到了廣泛重視醫學教育網|搜集整理，可用于細菌浸礦、石油及煤炭的脫硫。在一些污泥、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。嗜熱真菌通常存在于堆肥、干草堆和碎木堆等高溫環境中，有助于一些有機物的降解。
在發酵工業中，嗜熱菌可用于生產多種酶制劑，例如纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、菊糖酶等，由這些微生物中產生的酶制劑具有熱穩定性好、催化反應速率高，易于在室溫下保存醫學教`育網搜集整理。
近年來，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聚合酶用于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。