产热过程：机体代谢过程中释放的能量，只有20～25%用于作功，其余都以热能形式发散体外。产热最多的器官是内脏（尤其是肝脏）和骨骼肌。内脏器官的产热量约占机体总产热量的52%；骨骼肌产热量约占25%。运动时，肌肉产热量剧增，可达总热量的90%以上。冷环境刺激可引起骨骼肌的寒颤反应，使产热量增加4～5倍。产热过程主要受交感-肾上腺系统及甲状腺激素等因子的控制。因热能来自物质代谢的化学反应，所以产热过程又叫化学性体温调节。
散热过程：体表皮肤可通过辐射、传导和对流以及蒸发等物理方式散热，所以散热过程又叫物理性体温调节。辐射是将热能以热射线（红外线）的形式传递给外界较冷的物体；传导是将热能直接传递给与身体接触的较冷物体；对流是将热能传递给同体表接触的较冷空气层使其受热膨胀而上升，与周围的较冷空气相对流动而散热。空气流速越快则散热越多。这三种形式发散的热量约占总散热量的75%，其中以辐射散热最多，占总散热量的60%。散热的速度主要取决于皮肤与环境之间的温度差。皮肤温度越高或环境温度越低，则散热越快。当环境温度与皮肤温度接近或相等时，上述三种散热方式便无效。如环境温度高于皮肤温度，则机体反而要从环境中吸热。变温动物即常从环境中获得热能。
皮肤温度决定于皮肤的血流量和血液温度。皮肤血流量主要受交感-肾上腺系统的调节。交感神经兴奋使皮肤血管收缩、血流量减少，皮肤温度因而降低。反之，则皮肤血管舒张，皮肤温度即行升高。所以说皮肤血管的舒张、收缩是重要的体温调节形式。
蒸发是很有效的散热方式。每克水蒸发时可吸收0.58千卡的汽化热。常温下体内水分经机体表层透出而蒸发掉的水分叫做无感蒸发。其量每天约为1000毫升。其中通过皮肤的约600～800毫升；通过肺和呼吸道的约200～400毫升。一般在环境气温升到25～30℃时，汗腺即开始分泌汗液，叫做出汗或显汗——可感蒸发。环境气温等于或高于体温时，汗和水分的蒸发即成为唯一的散热方式。出汗是人类和有汗腺动物在热环境中主要的散热反应。无汗腺的动物如狗等，主要以热喘及流涎等方式来增加蒸发散热。汗腺分小汗腺和大汗腺两种：小汗腺分布于人体全身皮肤，以手掌、足跖和前额最密。猴、猫、鼠等的汗腺主要分布于足跖部，它受交感神经的胆碱能纤维支配。大汗腺开口于毛囊的根部，分布于动物全身皮肤，而人类则较不发达，局限于腋窝、外阴部等处，它受肾上腺素能纤维支配。出汗反射也分两类：①由温热刺激引起的为温热性发汗。此种发汗见于全身，而以躯干部最多，额面部次之。其主要中枢在下丘脑前部；②由精神紧张或疼痛引起的为精神性发汗，主要见于手掌、足跖等处，不属于散热效应。一般认为其中枢在大脑皮层的运动前区。
产热和散热的动态平衡：体温的稳定决定于产热过程和散热过程的平衡。如产热量大于散热量时，体温将升高；反之，则降低。由于机体的活动和环境温度的经常变动，产热过程和散热过程间的平衡也就不断地被打破，经过自主性的反馈调节又可达到新的平衡。这种动态的平衡使体温波动于狭小的正常范围内，保持着相对的稳定。
人体正常体温及其生理变动：临床上一般采取从腋窝（人工体腔）、口腔和直肠内测量体温的方法。正常人体的直肠温度平均约为37.3℃，接近于深部的血液温度；口腔温度比直肠温度低0.2～0.3℃，平均约为37.0℃；腋窝温度比口腔温度又低0.3～0.5℃，平均约为36.7℃。正常生理情况下，体温可随昼夜、年龄、性别、活动情况不同而有一定的波动。一昼夜中，清晨2～4时体温最低，午后4～6时最高，变动幅度不超过1℃。这种近日节律并不因生活习惯的变动而改变，它很可能与地球的自转周期有关。新生儿的体温略高于成年人，老年人则稍低于成年人。婴儿的体温调节机能尚未完善，可受环境温度、活动情况或疾病的影响而有较大的波动。女性在月经来潮时体温可上升约0.2℃，至排卵日（经后第14天）又再上升0.2℃左右。这可能是雌激素的作用。排卵后体温逐渐下降至经前水平，这是孕激素的影响，临床上常据此来了解妇女是否排卵。剧烈的肌肉运动、精神紧张或情绪刺激也可使体温升高1～2℃。在酷热或严寒环境中暴露数小时，体温可上升或下降1～2℃。
机体对温度变化的感受：周围环境的温度变化，可改变体表温度而刺激皮肤的冷、热感受器（由冷觉与热觉两种感受不同温度范围的感受器感受外界环境中的温度变化所引起的感觉。对热刺激敏感的叫热感受器；对冷刺激敏感的叫冷感受器。两种感受器在皮肤表层中，均呈点状分布，叫做热点和冷点），引起传入冲动的发放。皮肤温度感受器中冷点较多，约为热点的4～10倍。冷感受器的放电频率远远高于热感受器。通常认为皮肤对寒冷刺激比较敏感。腹腔内也有热感受器，其传入纤维在内脏大神经中。
用变温管来加温或冷却动物脑和脊髓的局部组织，证明脑和脊髓都有温度感受神经元存在，而以下丘脑的最为重要。提升狗的视前区-下丘脑前部的温度，可引起代谢率下降、皮肤血管舒张、皮肤温度升高和热喘等效应。降低该部位的温度，则出现相反的效应。用微电极记录神经元单位放电，结果看到在狗的视前区-下丘脑前部神经元中，30%为对脑温升高发生放电效应的热敏神经元；10%为对脑温降低发生反应的冷敏神经元。其余60%对脑温改变不敏感。但有资料表明，来自皮肤温度感受器的传入信息可以引起其中一些神经元的放电。这说明视前区-下丘脑前部能接受和整合来自中枢和外周的温度觉信息。
