Generelt er hypertermofile kjemolitoautotorfe, enten aerobe eller anaerobe, og har respirasjon med uorganiske redoksreaksjoner, og de autotrofe med CO2 som eneste karbonkilde, og binder CO2 ved kjemosyntese (kjemolitotrofe). Elektrondonor er dihydrogen (H2), hydrogensulfid (H2S), svovel (S0) eller ferrojern (Fe2+). Mikroaerofile kan bruke oksygen (O2) som elektronakseptor og pyritt (S0) eller hydrogen (H2) som elektrondonor. Anaerob respirasjon bruker nitrat (danner ammonium), sulfat og sovel (danner hydrogensulfid), ferrijern (Fe(OH)3) (danner magnetitt) eller karbondioksid (CO2) (danner metan) som elektronakseptor. Kjemolitoautotrofe er primæreprodusenter, men noen hypertermofile bruker organiske materiale som karbon- og elektronkilde og er således heterotrofe. Siden oksygen har lav løselighet ved høy temperatur lever de fleste hypertermofile anaerobt.
De ekte bakterie omfatter slektene Thermotoga (anaerob, kjemoorganotrof), Thermodesulfobacterium (sulfatreduserende. Kan ikke bruke acetat som elektronkilde, men kan bruke melkesyre, pyruvat, etanol og reduserer sulfat til hydrogensulfid. Inneholder lipid bundet sammen med eterbinding slik man finner i domene arkebakterier (Archaea), og Aquifex. Aquifex bruker hydrogengass, svovel og thiosulfat som elektronkilde og oksygen eller nitrat som elektronakseptor. Tåler bare lave oksygenkonsentrasjoner ved den høye temperaturen.
Aquifex er kjemolitotrof og autotrof og kan bruke revers sitronsyresyklus. Gensekvensen (1.55 Mb) til kromosomet i Aquifex aeolicus er bestemt. Bruk av hydrogen som elektrondonor og bruke av protoner for å skape en gradient som kunne brukes til å lage ATP anses for å være en primitiv evolusjonær egenskap. Andre slekter med hypertermofile ekte bakterier er Pyrodictium, Thermoproteus, Pyrococcus, og Methanopyrus.
Pyrolobus er eksempel på en hypertermifil arkéer.