Cele mai multe extremofile cunoscute sunt microbii. Domeniul Archaea are exemple bine cunoscute de extremofili, dar și unele bacterii sunt, de asemenea, extremofile. Este o greșeală să folosim termenul de extremofil pentru toți arheenii, deoarece unii dintre ei sunt mezofili. Nu toate extremofilele sunt unicelulare: în unele medii extreme există animale care sunt pluricelulare.
Unele extremofile se încadrează în mai multe categorii. De exemplu, organismele care trăiesc în interiorul rocilor fierbinți aflate la mare adâncime sub suprafața Pământului sunt atât termofile, cât și barofile.
Acidofile
Un organism care se dezvoltă cel mai bine la un pH de 3 sau mai mic.
Alkalifile
Un organism care se dezvoltă cel mai bine la un pH de 9 sau mai mare.
Endoliți
Organism care trăiește în spațiile microscopice din roci, fisuri, acvifere și falii umplute cu apă subterană la mare adâncime.
Halofile
Un organism care are nevoie de o concentrație mare de sare pentru a se dezvolta.
Hipertermofilă
Organism care poate trăi bine la temperaturi cuprinse între 80-122 °C, ca în fântânile hidrotermale din adâncurile oceanului.
Hipoliți
Un organism care trăiește în interiorul rocilor din deșerturile reci.
Litoautotrofe
Un organism (de obicei o bacterie) care obține carbon numai din dioxidul de carbon și din oxidarea anorganică. Acestea sunt chemolitotrofe, cum ar fi Nitrosomonas europaea. Aceste organisme obțin energie din compuși minerali, cum ar fi pirita de fier. Ele acționează în ciclul geochimic și în uzura rocilor de bază pentru a forma solul.
Metalotolerant
Aceste organisme nu sunt afectate de nivelurile ridicate de metale grele dizolvate în soluție, cum ar fi cuprul, cadmiul, arsenicul și zincul.
Oligotrofă
Un organism care poate crește în medii cu foarte puțini nutrienți.
Osmofil
Un organism care poate crește în medii cu mult zahăr.
Piezophile
Organism care trăiește cel mai bine sub presiune ridicată, cum ar fi în adâncurile suprafeței Pământului și în șanțurile oceanice adânci.
Poliextremofilă
Un organism care face parte din mai mult de o categorie de extremofile.
Psihofil/Criofil
Un organism care se dezvoltă mai bine la temperaturi de 15 °C sau mai mici. Sunt frecvente în solurile reci, permafrost, gheața polară, apa rece a oceanelor și sub zăpadă în munții înalți.
Radioresistent
Organisme care pot trăi cu niveluri ridicate de radiații ionizante. De obicei, aceasta se referă la radiațiile ultraviolete, dar există și unele organisme care pot repara daunele cauzate de radiațiile gamma.
Termofile
Un organism care poate trăi bine la temperaturi cuprinse între 60-80 °C.
Termoacidofilă
Un organism care este atât termofil, cât și acidofil. Se dezvoltă cel mai bine la temperaturi de 70-80 °C și la un pH cuprins între 2 și 3.
Xerofilă
Un organism care poate crește în locuri extrem de uscate, cum ar fi deșertul Atacama.
