當環境溫度降到下臨界溫度以下時，動物增加耗氧量，提高代謝率，體內產熱量增加，以維持恒定體溫。
哺乳動物通過中樞神經系統調節體溫。外界溫度改變時，可刺激皮膚的感受器發生神經沖動傳入中樞。血液溫度的改變，可直接刺激下丘腦的體溫調節中樞。當環境溫度稍低于體溫時，豎毛肌將毛豎起增加隔熱層的厚度，皮膚毛細血管收縮減少經過皮膚的血流，汗腺活動降低減少體表蒸發散熱，因此，不需額外的代謝活動即可保持體溫。環境溫度略超過體溫時，則會發生相反的改變使散熱增多。當環境溫度的改變超過下臨界溫度時，必須消耗更多的代謝能量才能維持體溫。
機體對環境溫度適應后，下臨界溫度會發生變化，即使生存環境相同，不同個體的下臨界溫度也不盡相同。人的下臨界溫度較高，一般為10℃。極地動物的下臨界溫度很低，都具有隔熱型的耐寒能力。人類作為熱帶動物在進化過程中隔熱組織退化，在寒冷條件下主要通過增加產熱保持體溫，具有一定的產熱型耐寒能力。