Гипоталамический терморегуляторный центр находится в преоптической области гипоталамуса, где в переднем гипоталамусе присутствуют термочувствительные нейроны. Гипоталамический терморегуляторный центр является центральной управляющей частью автономной терморегуляции, и результирующие эфферентные сообщения контролируют деятельность управляемых систем, например, заставляют скелетные мышцы стоять и вырабатывать тепло, изменяют калибр кровеносных сосудов в коже и способствуют выделению пота, таким образом поддерживая баланс между выработкой тепла и теплоотдачей организма. Когда происходят изменения во внутренней и внешней среде и нарушается температура тела, информация о нарушении поступает в терморегуляторный центр через устройства определения температуры, то есть температурные рецепторы, имеющиеся на коже, а также в более глубоких частях тела. Затем центр интегрирует информацию и вносит соответствующие коррективы в деятельность контролируемой системы для установления температурного баланса в сложившихся условиях.