在污水处理中，微生物的温度适应性由细胞遗传物质脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）的遗传密码所确定。据报道，在高温产甲烷菌中DNA和RNA中含有更多的G-C键，G-C键的连接是三个氢键，而A-T键的连接只有两个氢键，前者更能抵抗较高温度。嗜热菌中的核糖体也比嗜温菌更稳定。菌种的生长温度是菌种本身应有的特性，从生物遗传原理可以得出一个重要的结论，即中温菌不能经驯化而在高温范围生长。

低温条件对中温和高温产甲烷菌都不利，低温时，这些微生物不生长也不死亡，代谢极弱，处于休眠状态，所以一般厌氧菌在4℃冰箱中保存。因为蛋白质合成的启动受阻，不能合成蛋白质，中温产甲烷菌在低于10℃的温度下不生长。处于低温下的微生物一旦获得适宜的温度可恢复活性，以原来的生物速率进行生长。因此在厌氧反应中，如果停止进水，温度慢慢也会随之下降。隔段时间再运行起来对厌氧的反应影响不是很大。这在实践中得到了应用。

不同种群产甲烷菌的生长温度范围均有严格要求，因此，污水处理厌氧生化反应需要保持恒定。不论何种原因导致反应温度的短期突变，对厌氧发酵过程都有明显的影响。因此在设计厌氧反应器的时候温度的控制必须考虑自动控制系统的安装，确保污水处理厌氧阶段厌氧反应温度的稳定性。

甲烷污泥在低温下保存，可以保持其甲烷活性。在4℃储存6个月的时间不影响污泥产甲烷能力。很明显，这是因为在低温下产甲烷菌的饥饿速率极低。

微生物甲烷菌的最适宜反应温度，不一定是厌氧消化工艺的最佳温度，因为生物生长最适温度的概念仅仅是从微生物学角度出发的。但在具体的工程中，除了效率和产气量因素外，还要考虑运转的经济性，操作管理的方便程度等更重要的因素。一般在废水温度较高（50℃以上），如在酒精废水或有大量废热可以利用的条件下，才选用高温厌氧工艺。一般情况下以采用中温消化为宜，甚至采用常温消化。