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加热可以引起生命物质如蛋白质、核酸和脂类的破坏，从而导致其死亡。目前使用的有两大类，即干热灭菌和湿热灭菌。
干热灭菌最常见的例子是用火焰灭菌。这是最彻底的灭菌方法，但是并不是随时随处可以应用的。我们常常用这种方法来处理病死的家畜家禽。实验室或发酵车间也经常用火焰灭菌。在要求灭菌后的器具干燥的情况下，通常也采用干热灭菌。例如用电烤箱在160℃左右保持2小时，可以将玻璃或金属器皿完全灭菌。
湿热灭菌的方法更多。因为在有水或水蒸汽存在的条件下，细胞内部更易遭受伤害，所以可以在较低的温度和较短的时间内达到灭菌的目的。微生物的营养细胞比较容易被杀死，而芽孢则较耐热。下表列出了在湿热条件下杀灭几类主要微生物所需要的温度和时间。
杀灭几类主要微生物的湿热条件
微生物
营养细胞
孢子或芽孢
酵母菌
50-60℃，5分钟
70-80℃，5分钟
霉菌
62℃，30分钟
80℃，30分钟
细菌（中温细菌）
50-70℃，10分钟
2-800分钟，100℃；或12
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