体温的调节，主要通过反射作用，并依靠许多器官和系统的协同活动来实现。这表明必然有一个较高级的神经中枢控制这些活动，以达到产热与散热的动态平衡。动物实验和人类的病理学观察，都证明体温调节中枢的基本部位在丘脑下部。破坏某些动物的大脑，或因疾病损伤了人的大脑，体温还能基本上维持在正常水平，如果丘脑下部被破坏或发生病变，体温就会过高、过低或波动不定。根据实验分析，在丘脑下部的前侧，某些神经结构具有防止体温升高的作用，刺激这一区域，引起发汗、血管扩张及浅速呼吸等一系列散热反应，所以把这一部位叫“散热中枢”；丘脑下部的后侧受刺激后，引起血管收缩、肌肉紧张甚至颤抖等产热和保温反应，故把这一部位叫“产热中枢”。最近又发现，丘脑下部的视前区还有一些调节体温的神经结构，它影晌散热中枢和产热中枢的活动，从而改变散热与产热的程度，实现对体温恒定的调节，所以把这一部位叫做“恒温中枢”。
在病理情况下，致热原便是通过作用于这一中枢而引起发热的。大脑皮质，在后天生活经验的基础上，也实现着对体温的重要调节作用。此外，脑和脊髓的其他部位，也存在一些调节体温的神经结构。如脊髓截瘫的病人，下段脊髓所支配的区域，仍可表现一定程度的体温调节作用，说明脊髓中存在低级的体温调节中枢。
总之，体温调节中枢分布在脑和脊髓的各级水平，而以丘脑下部为基本的重要中枢。一般临床所叫的体温调节中枢(简称体温中枢)，也是指上逃丘脑下部那儿个部位说的。
