Se encuentran en hábitats volcánicos tales como manantiales calientes continentales y en fuentes hidrotermales del fondo oceánico, a poca o mucha profundidad.
Análisis ambientales recientes basados en secuencias ARNr indican que Thermoproteota también se distribuye extensamente en ambientes a baja temperatura tales como suelos, sedimentos, agua dulce y océanos.
[10],[11] Aunque ninguno ha podido ser cultivado, el ambiente de obtención (junto con los datos genómicos) hace suponer que son organismos mesófilos o psicrófilos.
Quizás lo más asombroso sea su alta abundancia relativa en las aguas superficiales invernales en la Antártida (-1,8 °C), en donde llegan a abarcar el 20% del ARNr microbiano total.
[12] Una filogenia algo consesuada en el GTDB database y el Annotree es la siguiente:[13][14] Korarchaeia Bathyarchaeia Caldarchaeales Geothermarchaeales Conexivisphaerales Nitrososphaerales Nezhaarchaeales Methanomethyliales Thermofilales Thermoproteales Gearchaeales Marsarchaeales Sulfolobales