宇宙环境是极为恶劣的。主要包括高真空、宇宙辐射、温度差异。就连我们最有希望的火星极端度是我们人类难以想象的。它比地球要冷得多，以至于二氧化碳都会结成干冰；火星的大气稀薄，且成分跟地球完全不一样；它表面处于强宇宙射线笼罩之下；目前没有液态水。这些可怕的环境的。以至于在很长的时间内，我们都认为它们是生命的禁区，直到越来越多的超级微生物出现，才对生命的忍耐力有了一个质的飞跃。
一直以来，有许多科学家都在给生命设立温度极限，因为在高温下，生物体内的一系列变化是没办法让它们继续生命的，原生蛋白质将变性，细胞膜的脂质将融化，使得细胞质外溢，而DNA分子也会在65℃～75℃之间融化分离，丧失功能。但这些禁区一次次的被微生物踏破，让人类一次次的地在它们面前目瞪口呆。
1969年前后，美国印第安纳洲大学的托马斯。布罗克博士在美国黄石国家公园温泉发现了在73℃以上的环境中生存的几种新的微生物。随后的一系列研究表明这些地球的原住民已经在地球上生活了几十亿年。并且通过对这些微生物的化石以及演变的研究，宇航局科学家们可以描绘出一张地球生命的演变图，并了解在这期间地球气候的变化。如果将黄石公园中嗜热生物的化石和火星上的岩石样本进行比较，科学家就可以了解火星上是否存在过生命。
临床医生和牙医都利用121℃的高压蒸汽来灭菌消毒，因为在这么高的温度中所有的生物都会死掉。可是一些新发现的细菌却是例外，它们不仅在121℃中还生长良好，在130℃的高温中还能够生存。美国华盛顿大学的海洋学家们利用遥控操作的潜水艇，在太平洋海面以下2400多米深的胡安·德富卡海脊附近发现了一种微生物。命名为“菌株121”，这是一种太古生物，是细菌以及包括人在内的真核生物之外的第三种生命形式，通常可在极热、极冷、高盐、强酸、强碱或压强极大的极端环境下生存。而且它不是用氧，而是用铁来进行能量转换，这是以前不为人知的一种崭新的生物“呼吸”方式。
1977年，海洋生物学家在海底火山口附近发现了生物，尽管火山口水温高达350℃，周围生命却依然生机勃勃。在火山附近的热水中生活着巨蛤、贻贝还有孔线虫和其他一些说不出名的生物。
为什么这些微生物的体内在高温下不会发生上述的致命变化呢？到目前为止，科学家提出了许多可能的解释：1.它们的细胞膜是由在极高温度下也不熔化的非普通脂肪，是一种蜡性化学物。
2.抗热蛋白一直受到“监护者”的保护，这些监护者可能包括诸如甘油和磷酸盐混合物之类的非蛋白物质，这类物质在产甲烷生物中多见。而值得注意的是，在最近的火星探测中生命存在的最有力证据就是通过立叶行星分光计对火星大气进行红外线扫描，结果在光谱中发现了一条证明甲烷存在的线条。科学家推断火星上有甲烷源，很可能就是制造这种气体的甲烷菌，也就是火星生命。
3.现在对DNA为何会被保持的完好无损，一直没有确切的解释，可能是有一种蛋白质或似蛋白质的物质紧紧依附在DNA上。使得DNA能在加热后的剧烈分子碰撞的影响下保持双螺旋线状态。
4.细菌染色体的高突变频率使得它们能最快最好的适应环境的剧变，部分组织成分出现问题后的再生速度非常快5.它们可能用一种不为人知的崭新的呼吸方式进行能量转换。
要确切地阐明它们的机制是十分困难的，每个情况都是它们的一种方式，不存在普遍与例外之分，或许，要我们这些缓慢而又脆弱的人类去解释这些，本身就是一件不可能的任务。
人们也曾在南极等低温环境分离到嗜冷的微生物。去年，科学家们从南极的Vostok湖分离到大量微生物。Vostok湖是一个隐蔽在3000米冰层下的液态湖泊，其水温比冰点还低。这些正是与太空有些剧冷环境相似。此外，还有能在高浓度甚至饱和盐水中生长的微生物，在地球上的盐湖、死海里都有它们的踪影。嗜盐菌是通过拼命吸收K＋，同时排出Na＋来维持渗透压的平衡。在海洋和油井深处则经常会发现有嗜压的微生物，它们中的某些菌株（如深海中的一种假单抱菌）在1000个大气压下仍能正常生长。另外，在接近真空的食品带子里，是总也少不了会出现微生物的，它们的发生出现机理是什么？只有这些现象得到很好的解释，我们可能才算做好了去认识外太空生命的准备。
地球上极端环境下生存的微生物告诉我们一个重要的真理：那些我们人类认为是理所当然的、今天地球表面普通的特征远远不是生命所必需的。其实在地球的各个角落，生命的生存方式本来就可以大相径庭。在太空的其他地方，因为没有理由认为地球上的极限——受到压力，冰会融化；提高温度，水会沸腾等原则通用于整个宇宙。在吸引力大的星球上，液态水的温度范围比地球上的范围大三四倍，地球类型的生命范围接着会相应地扩大。在浩瀚的宇宙中，我们不会是唯一。那其他的生命呢？
