Природные экологические ниши психрофилов многочисленны и многообразны. Около 3/4 площади Земли покрыто водами морей и океанов, 90% общего объема воды в них имеет температуру ниже 5° (от -1,5 до 4,5°). Дно океанов холоднее 3°. На большей части Земного шара температура только изредка поднимается выше 20°, а области, где температура никогда не превышает 0° более чем на 1—2°, составляют около 14% земной поверхности. Почвы в высоких широтах даже в летнее время охлаждены (ниже 10°), в средних широтах их температуры не превышают, как правило, 20°, снижаясь в холодное время года до 0° и ниже. Температура почв пещер держится на уровне 5— 6°. Огромны пространства, подвергающиеся действию отрицательных температур. Площадь распространения многолетнемерзлых горных пород составляет до 25% всей суши и около 47% площади СССР. Зона систематического сезонного промерзания почвы занимает до 40% суши и большую часть территории СССР. Эти данные дают представление о размерах психро- и криосфер Земли, охватывающих часть атмосферы, литосферы и гидросферы, и заставляют предполагать огромное влияние криогенных явлений па жизнь почвенных организмов и формирование почв, в которых протекают эти криогенные процессы (Макеев, 1974; Bruun, 1959; Morita, 1966, 1968, 1974, 1975; Farrell, Rose, 1967b; Bunt 1967, 1971; Kinne, 1970; Stefaniak, 1972; Gounot, 1973b).

Среды обитания следует, по-видимому, подразделить на два типа: с относительно стабильными («термостатными») условиями и с меняющимися (иногда быстро и резко) температурами. Только первые могут обеспечивать жизнедеятельность стенопсихрофильных (облигатно психрофильных) форм микроорганизмов. Сюда относится прежде всего психросфера Мирового океана. Во втором типе сред для микроорганизмов наиболее опасны циклы замораживания — оттаивания и просто резкие перепады температур (Biederbeck, Campbell, 1971). Вследствие этого психрофилы, помимо широкого температурного диапазона роста, и адаптации к этим перепадам, должны обладать механизмами, обеспечивающими быстрый переход от активного состояния к анабиозу и обратно. Их среда обитания, как правило, суша — почвы и внутренние акватории с сезонными колебаниями температур.