温度は生物の成長に最も影響を与える環境要因であり、生物の緯度分布だけでなく、海洋生物と陸上生物の垂直分布にも影響を与えています。そのため、生物は熱帯生物、温帯生物、寒帯生物に分けられ、温かい気候を好む生物と寒冷気候を好む生物、さらには熱泉生物や冷泉生物に分けられます。例えば、珊瑚の化石が発見された場合、その発見場所がどこであろうと、その場所が当時温暖な海洋環境にあったことを示しています。温度の影響は、生物の骨格やその他の硬組織の化石にも記録されており、骨格の成長環の幅の変化は、夏と冬の季節や昼夜の長さの変化を示しています。さらに興味深いことに、貝殻や脊椎動物の歯の化石の成分も温度変化をはっきりと記録しています。最も典型的な温度パラメータは、酸素同位体O-18とO-16の比です。骨格化石にO-16が多く含まれている場合は、当時の温度が上昇していたことを示し、逆にO-16が少ない場合は、温度が低下していたことを示しています。さらに、マンガンやストロンチウムなどの元素も、季節ごとの温度変化をうまく示しています。
環境温度に加えて、岩石の温度も化石から把握できます。歯形刺と呼ばれる化石は、蠕虫類の咽頭歯の化石です。その色は白色、琥珀色から黒色までさまざまです。異なる色は、歯形刺の有機物の変質度に関連しており、有機物の変質度は岩石の温度、埋没深さ、時間と関係しています。したがって、歯形刺は岩石の「温度計」として機能し、石油探査に役立ちます。