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水熊虫体型极小，必须用显微镜才能看清它的面貌。初生的时候只有50微米，而最大的只达1.4毫米。身体表层覆盖着一层水膜，该水膜用于避免身体干燥，同时可呼吸水膜中的氧气。
水熊是地球上已知生命力最强的生物，可以在没有防护措施的条件下在外太空生存，在喜马拉雅山脉、温泉、南极和深海都能生存。在-272℃和151℃的条件下均可存活2分钟，低温-200℃能活上几天，-20℃的环境中起码能存活30年。
