Песец, белый медведь и пингвины, к примеру, способны поддерживать температуру своего тела на 80°С выше температуры окружающей среды. С другой стороны, некоторые животные смогли приспособиться к жизни при таких высоких температурах, которые у других нарушают биохимические процессы в цитоплазме и приводят к гибели организма. Это относится к обитателям горячих источников, живущих при следующих условиях:
до 45 °С- различные насекомые (например, жуки),
до 48 °С - рачок Thermosbaena mirabilis, который погибает "холодной смертью" уже при 30°С,
до 51 °С - один вид ракушковых ракообразных и один вид комаров,
до 55 °С - простейшие,
до 58 °С - улитка Physa acuta.

Многие животные стенотермны, то есть предъявляют строго ограниченные требования к температуре среды. Наиболее яркие примеры таких животных можно найти среди рыб. Икра форели, например, развивается только при низких температурах, лучше всего между 1 и 4°С. Наоборот, многие широко известные аквариумные рыбы очень чувствительны к выключению подогрева. Крайняя степень стенотермности характерна для антарктических рыб трематомов (Trematomus). Они живут при -1,9°С, причем колебания температуры в разное время года и на различных глубинах не превышают 0,1 °С. Уже при 6°С рыбы погибают.

В разных частях ареала особи одного и того же вида могут предъявлять различные требования к температурным условиям и другим факторам окружающей среды, что объясняется, с одной стороны, действием отбора, а с другой - физиологическим приспособлением (адаптациями) или изменением морфологических признаков (модификациями). Для такого широко распространенного зверя, как пума, которая встречается от юго-западной Аляски до южной оконечности Южной Америки, четко установлена зависимость между климатом и длиной шерсти. Редкую или густую, короткую или длинную шерсть имеют в соответствии с условиями содержания и домашние животные. Менее очевидны адаптации в составе крови и в особенностях кровообращения. Но даже насекомые, не имеющие жирового слоя и толстых покровов, легче переносят низкие температуры зимой, чем внезапные похолодания в теплое время года.

А мы сами? Нередко человека относят к стенотермным организмам: он создает вокруг себя среду с возможно меньшими температурными колебаниями и мы видим, как постепенно хиреют его адаптивные способности. Насколько они потенциально велики, демонстрируют "закаленные" первобытные народы. Индейцы Огненной Земли, сейчас уже почти истребленные, по свидетельствам путешественников, и зимой обходились куском накинутой на плечи шкуры. Это была их единственная одежда. Спали они на открытом воздухе, и порой после ночного снегопада можно было увидеть голые ноги, торчащие из сугроба. В снегу нагишом играли вполне Здоровые дети.

На основании того, что и эвритермные животные все же имеют верхний и нижний температурные пределы жизни, можно было бы ожидать, что границы ареалов во многих случаях совпадают с изотермами. Однако это скорее исключение, чем правило. В качестве примера приведем распространение летучих рыб в Атлантике, а также сардин и рифообразующих кораллов. Не случайно эта связь обнаруживается именно у обитателей огромных водных пространств на низких географических широтах. Здесь нет больших температурных колебаний, и средние температуры самых холодных и самых теплых месяцев года близки  между собой.

Наземные животные подвергаются воздействию более резких колебаний температуры. Правда, мелкие организмы часто живут в условиях микроклимата, несколько отличающихся от тех условий, о которых мы можем судить на основании обычных метеорологических измерений. Притом надо учитывать еще и следующее: одна годовая изотерма может объединять климатически различающиеся области за счет усреднения зимних и летних температур. Средние температуры будут одинаковы и для континентальных районов с их холодной зимой и жарким летом, и для областей с морским климатом, где мягкая зима и прохладное лето. Таким образом, решающими для распространения животных будут скорее крайние значения температур, а также температуры определенного времени года. Во все остальное время животные мигрируют, прячутся в защищенные убежища или имеют нечувствительные к холоду или жаре стадии покоя. Наконец, немаловажную роль играет сочетание температуры и влажности. Например, влажный мороз обычно переносится хуже сухого. 

Определенные температурные требования часто приводят к зональному распространению животных, особенно морских. Если животные населяют зоны одинаковых температур в Северном и Южном полушариях, то говорят об их бизональном распространении. Правда, вряд ли при этом речь идет об одном и том же виде, скорее о викариирующих видах или систематических группах более высокого ранга. Такое бизональное распространение известно, например, для кольчатых червей и иглокожих, для различных групп ракообразных и моллюсков, асцидий и рыб. Истинно бизональное или биполярное (если речь идет о распространении в областях, близких к полюсам) распространение характерно для ряда планктонных организмов (медуз, веслоногих ракообразных, крылоногих моллюсков и аппендикулярий).

Зональное распространение пресноводных и наземных нелетающих животных (щука, бобр, белый и бурый медведи, росомаха, лось, северный и благородный олени) из-за многочисленных препятствий расселению на юге ясно выражено только на севере. Несколько дальше к югу спускаются зональные ареалы некоторых птиц, например обыкновенной пищухи, и представителей ряда высших систематических групп (таксонов): жужелиц рода Carabus, лососевых и осетровых рыб, хвостатых земноводных, кротов и полевок. В тропиках вокруг Земли распространены  безногие  земноводные,  крокодилы, а из птиц - трогоны и бородатки. Довольно четкую зависимость от температуры и, возможно, от влажности показывают ареалы двух видов кровососущих клопов - постельного (Cimex lectularius) и С.  rotundatus.

Вертикальные границы распространения также часто определяются температурными условиями. Это объясняет раздробленность ареалов высокогорных животных и существование в Европе и Азии арктическо-альпийских видов, которые встречаются, с одной стороны, на равнинах далекого севера, а с другой, в высокогорьях более теплых областей. Однако не всегда именно температура является здесь решающим ограничивающим фактором: в отдельных случаях животные не могут спуститься ниже из-за конкурирующего вида либо строгой привязанности к определенным видам растений или определенным типам почвы. Так, для зайца-беляка, по-видимому, существенное значение имеет конкуренция с русаком. Когда русака ввезли в юго-западную Швецию, заяц-беляк отступил.

Особенно очевидно влияние температуры на тех животных, которые в теплых областях живут на больших высотах, а в более холодных спускаются на равнины. Это относится к некоторым арктическо-альпийским видам, но особенно характерно для обитателей Анд. Соответственно холодолюбивые морские животные часто отступают в глубину там, где на поверхности для них оказывается слишком тепло.

Первостепенное значение климата для распространения вида позволяет предположить, что в центральной части ареала господствуют оптимальные климатические условия, тогда как по его краям (в случае, если дальнейшее распространение вида не сдерживается какими-нибудь непреодолимыми преградами) они всего только терпимы. В результате в пограничных областях животные становятся все более специализированными, встречаясь лишь в совершенно определенных биотопах, где они находят благоприятные условия. Например, в средних широтах южные животные обычно поселяются на южных склонах, в то время как животных, которым у нас вообще-то слишком жарко, мы найдем на северных склонах, в тенистых лесах и болотах. Поднимаясь высоко в горы, африканские слоны демонстрируют   приспособительные возможности вида.

Некоторые насекомые очень своеобразно приспосабливаются к климатическим условиям своего местообитания. Например, год за годом дают по два поколения, и независимо от того, холодна ли и неблагоприятна осень или еще стоит теплая погода, личинки и имаго (взрослые особи) начинают искать зимние убежища, где впадают в состояние покоя (диапаузу). Переход в диапаузу определяется изменением продолжительности светового дня. Естественное для чужеземного вида несовершенство приспособлений к сезонным изменениям климата может воспрепятствовать его укоренению на новом месте (это надо учитывать при переселении животных).

Перемены климата в прошлом, несомненно, способствовали вымиранию животных. Даже за несколько десятков лет они могут привести к заметным изменениям фауны. Так, повышение среднегодовых температур с конца XIX столетия, особенно смягчение зим, обусловило, вероятно, следующие процессы расселения животных в Северном полушарии. Атлантическая сельдь дошла до Гренландии и Байдарацкой губы Карского моря, где раньше ее встречали очень редко. Треска у Гренландии впервые была обнаружена в большом количестве в 1919 году. Сейчас она встречается вплоть до Карского моря и Новой Земли, где в прошлом отсутствовала или была очень редкой. Скумбрия, относящаяся к довольно теплолюбивым видам, проникла в Финский залив Балтийского моря, продвинулась дальше на север до Гренландии и неожиданно появилась в Белом море. Из 25 видов птиц, северная граница распространения которых проходит по юго-западной Финляндии, 11 видов значительно расширили свои ареалы. Наиболее активно в северной Европе расселяются водоплавающие птицы (утки и гагары). Лось в Скандинавии и Сибири также продвинулся дальше к северу.