Ekstremofiller çoğunlukla tek hücreli olup ekstrem koşullarda yaşama gereksinim duyan ve bu koşullarda optimum olarak gelişen
organizmalara denir. Ekstremofiller karasal mezofilik organizmaların büyümeleri ve üremeleri için gerekli optimal koşullardan çok farklı olan ekstrem çevrelerde gelişirler. Çoğu ekstremofiller(ekstrem koşulları seven)
mikroorganizmalardır.
Archaea domaini ekstremofillerin geniş dağılımlı olduğu bir domain olarak bilinmesine karşın, ekstremofiller hem
bakterilerin hem de
archaeaların içinde sayısız ve farklı
genetik hatlarda yer almaktadır.
Archaea ve ekstremofil terimleri ara sıra kendi içerisinde yer değiştirmesine karşın, pek çok mezofilik archaeaların ve pek çok ekstremofilik bakterilerin olduğu bilinmektedir. Yine, tüm ekstremofiller tek hücreli değildir. Çok hücrelilere örnek olarak ekstremofilik metazoalardan
Pompeii kurdu,
psikrofilik (soğukta yaşamı seven)
Grylloblattodea (
böcek) ve artartik kabuklular (
crustacea) verilebilir.