Psychrofilní („chladnomilné“) mikroorganismy , zejména bakterie, mají přednostní teplotu pro růst nižší než 59° Fahrenheita (15° Celsia). Bakterie, které mohou růst při takto nízkých teplotách, ale dávají přednost vysoké teplotě růstu, se nazývají psychrotrofy.

Objev psychrofilních mikroorganismů a rostoucí porozumění jejich fungování zvýšilo povědomí o rozmanitosti mikrobiálního života na Zemi. Dosud bylo z mořských hlubin izolováno více než 100 druhů psychrofilních bakterií. Toto prostředí je velmi chladné a nemá tendenci kolísat v teplotě. Psychrofilní bakterie se hojně vyskytují v téměř mrazivých vodách Arktidy a Antarktidy. V Antarktidě byly bakterie izolovány z jezer trvale pokrytých ledem. Mezi další prostředí, kde se psychrofilní bakterie vyskytovaly, patří vysokohorské kapky mraků.

Psychrofilní bakterie jsou skutečně přizpůsobeny životu při nízkých teplotách. Enzymy těchto bakterií jsou strukturně nestabilní a nefungují správně ani při pokojové (nebo okolní) teplotě. Membrány psychrofilních bakterií navíc obsahují mnohem více určitého druhu lipidů, než je tomu u jiných typů bakterií. Tento lipid bývá při nižší teplotě poddajnější, podobně jako je margarín při chladírenských teplotách poddajnější než máslo. Zvýšená tekutost membrány umožňuje chemické reakce, které by se jinak zastavily, kdyby byla membrána polozmrzlá. Bylo zjištěno, že některé psychrofily, zejména ty z Antarktidy, obsahují polynenasycené mastné kyseliny, které se u prokaryot obecně nevyskytují. Při pokojové teplotě by membrána takových bakterií byla tak tekutá, že by bakterie zahynula.

Kromě své ekologické zajímavosti mají psychrofilní bakterie i praktický význam. Využití enzymů těchto organismů umožňuje provádět takové funkce, jako je čištění oděvů ve studené vodě. V arktických a antarktických ekosystémech navíc tyto bakterie tvoří důležitou součást potravního řetězce, který podporuje život složitějších živočichů. Některé druhy psychrofilů, včetně Listeria monocytogenes, jsou navíc schopny růstu při chladných teplotách. Může tak docházet ke kažení kontaminovaných potravin, což může při jejich konzumaci vést k onemocnění. Listerióza, forma meningitidy, která se vyskytuje u lidí, představuje vážnou zdravotní hrozbu, zejména pro ty, jejichž imunitní systém buď není vyzrálý, nebo je poškozený v důsledku onemocnění nebo léčebného úsilí. Dalšími příklady takových bakterií způsobujících onemocnění jsou Aeromonas hydrophila, Clostridium botulinum a Yersinia enterocolitica.

Viz také Extremophiles

.