Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trao đổi chất của cơ thể sinh vật và sự phân bố của sinh giới. Liên quan đến nhiệt độ, sinh vật gồm những loài biến nhiệt (côn trùng, cá, ếch nhái, bò sát) và những loài hằng nhiệt hay đồng nhiệt (chim, thú).
- Động vật hằng nhiệt do có khả năng điều hòa và giữ được thân nhiệt ổn định nên phân bố rất rộng.
+ Quy tắc về kích thước cơ thể (quy tắc Becman) : động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới (nơi có khí hậu lạnh) thì kích thước cơ thể lớn hơn so với động vật cùng loài hay loài có quan hệ họ hàng gần nhau sống ở vùng nhiệt đới ấm áp. Ví dụ như voi và gấu ở vùng khí hậu lạnh có kích thước cơ thể lớn hơn voi và gấy ở vùng nhiệt đới. Động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới có kích thước cơ thể lớn có lớp mỡ dày nên khả năng chống rét tốt.
+ Quy tắc về diện tích bề mặt cơ thể (quy tắc Anlen) : động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới có tai, đuôi và các chi... thường bé hơn tai, đuôi, các chi... của động vật ở vùng nóng. Ví dụ, thỏ ở vùng ôn đới lạnh có tai, đuôi nhỏ hơn tai và đuôi của thỏ ở vùng nhiệt đới.
Hai quy tắc trên chứng tỏ, động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới có nhiệt độ lạnh có tỉ lệ giữa diện tích bề mặt cơ thể (S) với thể tích cơ thể (V) giảm - (tỉ lệ S/V nhỏ), góp phần hạn chế sự tỏa nhiệt của cơ thể. Sống ở vùng nhiệt đới nóng có tỉ lệ S/V lớn, góp phần tỏa nhiệt nhanh cho cơ thể.
- Động vật biến nhiệt phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ môi trường (nhiệt độ môi trường tăng hay giảm thì nhiệt độ cơ thể của chúng cũng tăng, giảm theo) nên nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng rất lớn tới sự phát triển của chúng. Tốc độ phát triển và số thế hệ trong một năm phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, khi nhiệt độ xuống quá thấp thì động vật không phát triển được, ngược lại khi nhiệt độ môi trường lên càng cao thì thời gian phát triển cá thể càng ngắn. Ở một số loài, nhất là ở côn trùng, tổng nhiệt trong một giai đoạn phát triển hay cả vòng đời là một đại lượng gần như là một hằng số và theo công thức:
S = (T-C) D
Trong đó, S: tổng nhiệt hữu hiệu (to/ngày), T: nhiệt độ môi trường (0C), C: nhiệt độ ngưỡng của sự phát triển là nhiệt độ mà ở đó cá thể động vật bắt đầu ngừng phát triển (0C), D: thời gian của một giai đoạn phát triển hay cả vòng đời của động vật (ngày).
Ví dụ: ở ruồi dấm, thời gian phát triển từ trứng đến ruồi trưởng thành ở nhiệt độ 250C là 10 ngày đêm, ở nhiệt độ 180C là 17 ngày đêm.
Thực vật: Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động quang hợp, hô hấp, thoát hơi nước,… của thực vật.
- Động vật:
+ Khi nhiệt độ môi trường quá cao: một số động vật có tập tính ngủ hè, chui vào hang để tránh nơi nóng.
+ Hoặc khi nhiệt độ môi trường quá lạnh: một số có tập tính ngủ đông, di cư để trú đông.
