高地，火山，温泉，深海，極寒地，強アルカリ性や強酸性環境などの多様な極限環境下に生息する微生物。極限環境下でも生存可能というものではなく，むしろこのような環境下でしか生存できない。古細菌が多いため，生命の起源や進化の立場から興味が持たれている。さらに極限環境下で高活性を示す酵素を生産するため，新酵素や新遺伝子の探索・生産など応用微生物学的立場からも関心がもたれている。