La temperatura è il fattore ambientale che influenza maggiormente la crescita degli organismi viventi. Non solo controlla la distribuzione latitudinale degli organismi, ma determina anche la distribuzione verticale degli organismi marini e terrestri. Di conseguenza, gli organismi viventi possono essere classificati in tropicali, temperati e artici, oltre che in euritermi e stenotermi, e persino in organismi termofili e criofili. Ad esempio, quando si trovano fossili di corallo, indipendentemente dal luogo in cui sono stati scoperti, ciò indica che la zona era allora caratterizzata da un ambiente marino caldo. L'influenza della temperatura è anche registrata negli scheletri o in altri fossili di organismi duri, dove l'ampiezza degli anelli di crescita ossea indica le stagioni estive e invernali o la durata del giorno e della notte. Ancora più interessante, la composizione delle conchiglie o dei denti fossili di vertebrati registra chiaramente i cambiamenti di temperatura. Il parametro più tipico della temperatura è il rapporto tra gli isotopi di ossigeno O-18 e O-16. Quando il contenuto di O-16 negli scheletri fossili è elevato, indica un aumento della temperatura, mentre un valore inferiore indica una diminuzione della temperatura. Inoltre, elementi come il manganese e lo stronzio possono indicare bene i cambiamenti stagionali della temperatura.
Oltre alla temperatura ambientale, la temperatura delle rocce può essere determinata anche dai fossili. Un tipo di fossile è il conodonte, ovvero i denti fossili di un verme. I suoi colori variano dal bianco all'ambra e al nero. I diversi colori sono correlati al grado di degradazione della materia organica all'interno dei conodonti, che a sua volta dipende dalla temperatura delle rocce, dalla profondità di sepoltura e dal tempo. Pertanto, i conodonti possono fungere da "termometro" delle rocce e servire come riferimento nell'esplorazione petrolifera.