Los termófilos pueden tener muchas adaptaciones para sobrevivir a altas temperaturas, lo que implica proteger la integridad estructural de sus biomoléculas. Algunos termófilos muestran una mayor recombinación de ADN y transferencia de genes entre las especies, lo que reduce significativamente el daño en el ADN debido a la alta temperatura y la exposición a los rayos UV. Las enzimas que se encuentran en organismos termófilos son homólogas a las enzimas que se encuentran en bacterias que viven a temperaturas más bajas, pero están compuestas por secuencias de aminoácidos que forman estructuras secundarias y terciarias que son mucho más estables al calor. Finalmente, las membranas de estos organismos contienen un porcentaje mucho más alto de lípidos saturados que les permiten mantener la integridad de su cuerpo celular en condiciones de calor extremo.
