Quando a temperatura ambiente está muito abaixo dos valores ótimos, aumentam as necessidades energéticas dos animais de sangue quente, supridas pelo maior consumo de carboidratos e lipídios. Dessa forma, os homeotérmicos conseguem manter constante a temperatura interna do corpo, apesar do frio externo.

Os extremos de temperatura são desfavoráveis a todos os organismos. Em temperaturas acima de 40°C ocorre a desnaturação das proteínas e enzimas, paralisando todas as reações químicas que mantêm a vida. Temperaturas muito baixa inibem a ação das enzimas e, chegando ao ponto de congelamento, destroem as células, pois a água que existe nelas aumenta seu volume e rompe a membrana plasmática.

Em ambientes de altas temperaturas, como nos desertos, existem possibilidades de sobrevivência para os animais e humanos. Animais como os reptéis se escondem em locais com temperaturas mais amenas, em torno de 18°para suportar, os roedores em decorrência das características anatômicas e pelagem; os humanos conseguem diminuir a temperatura corporal, por meio do processo de homeostase corporal.

Os animais de climas frios adaptam-se a baixas temperaturas devido aos seus recursos corporais. Pelos e penas retêm uma camada isolante de ar quente sobre a pele. Outra barreira de proteção é formada por grossa camada de tecido adiposo abaixo da pele. Identificam-se, ainda, mecanismos comportamentais de proteção, como a migração, a hibernação e a interrupção do crescimento (comum em insetos e plantas).