根據(jù)多種恒溫動物腦的分段切除實驗看到，切除大腦皮層及部分皮層下結(jié)構(gòu)后，只要保持下丘腦及其以下的神經(jīng)結(jié)構(gòu)完整，動物雖然在行為方面可能出現(xiàn)一些欠缺，但仍具有維持恒定體溫的能力。如進一步破壞下丘腦，則動物不再具有維持體溫相對恒定的能力。這些事實說明，調(diào)節(jié)體溫的基本中樞在下丘腦。下丘腦局部破壞或電刺激等實驗觀察到，PO/AH破壞，則散熱反應消失，體溫升高；刺激之，則引起散熱反應，而且寒戰(zhàn)受到抑制；而破壞下丘腦后部，體溫下降，產(chǎn)熱反慶受抑制；刺激之，則引起寒戰(zhàn)。據(jù)此得出結(jié)論，下丘腦前部是散熱中樞，而下丘腦后部是產(chǎn)熱中樞，但是，這兩種實驗方法比較粗糙，因此得出來的結(jié)論也較精細的實驗方法觀察到的結(jié)果不相符。
前已述及， PO/AH就有熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元，分別調(diào)節(jié)散熱和產(chǎn)熱反應。下丘腦以外的腦細胞也有類似的兩種神經(jīng)元存在�？磥頉]有明確定位的產(chǎn)熱中樞和散熱中樞。體溫調(diào)節(jié)是涉及多方輸入溫度信息和多系統(tǒng)的傳出反應，因此是一種高級的中樞整合作用。視前區(qū)-下丘腦前部應是體溫調(diào)節(jié)的基本部位。下丘腦前部的熱敏神經(jīng)元和冷敏神經(jīng)元既能感受它們所在部位的溫度變化，又能過傳入的溫度信息進行整合。因此，當外界環(huán)境溫度改變時，可通過①皮膚的溫、冷覺感受器的刺激，將溫度變化的信息沿軀體傳入神經(jīng)經(jīng)脊髓到達下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞；②外界溫度改變可通過血液引起深部溫度改變，并直接作用于下丘腦前部；③脊髓和下丘腦以外的中樞溫度感受器也將溫度信息傳給下丘腦前部。通過下丘腦前部和中樞其它部位的整合作用，由下述三條途徑發(fā)出指令調(diào)節(jié)體溫：①通過交感神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)皮膚血管舒縮反應和汗腺分泌；②通過軀體神經(jīng)改變骨骼肌的活動，如在寒冷環(huán)境時的寒戰(zhàn)等；③通過甲狀腺和腎上腺髓質(zhì)的激素分泌活動的改變來調(diào)節(jié)機體的代謝率。有人認為，皮膚溫度感受器興奮主要調(diào)節(jié)皮膚血管舒活動和血流量；而深部溫度改變則主要調(diào)節(jié)發(fā)汗和骨骼肌的活動。通過上述的復雜調(diào)節(jié)過程，使機體在外界溫度改變時能維持體溫相對穩(wěn)定。
調(diào)定點學說 此學說認為，體溫的調(diào)節(jié)類似于恒溫器的調(diào)節(jié)，PO/AH中有個調(diào)定點，即規(guī)定數(shù)值（如37℃）。如果偏離此規(guī)定數(shù)值，則由反饋系統(tǒng)將偏離信息輸送到控制系統(tǒng)，然后經(jīng)過對受控系統(tǒng)的調(diào)整來維持體溫的恒定。通常認為，PO/AH中的溫度敏感神經(jīng)元可能在體溫調(diào)節(jié)中起著調(diào)定點的作用。例如，此學說認為，由細菌所致的發(fā)熱是由于熱敏神經(jīng)元的閾值因受到熱原（pyrogen）的作用而升高，調(diào)定點上移（如39℃）的結(jié)果。因此，發(fā)熱反應開始先出現(xiàn)惡寒戰(zhàn)栗等產(chǎn)熱反應，直到體溫升高到39℃以上時才出現(xiàn)散熱反應。只要致熱因素不消除，產(chǎn)熱與散熱兩個過程就繼續(xù)在此新的體溫水平上保持著平衡。應該指出的是，發(fā)熱時體溫調(diào)節(jié)功能并無阻礙，而只是由于調(diào)定點上移，體溫才被調(diào)節(jié)到發(fā)熱水平。
單胺物質(zhì)對體溫調(diào)節(jié)的作用在哺乳動物下丘腦的與體溫調(diào)節(jié)有關(guān)的神經(jīng)末稍中含有豐富的單胺物質(zhì)。60年代初，用狗、貓、猴做的實驗證明，用5-羧色胺灌注動物的腦室或微量注入于下丘腦，動物的體溫上升，同時伴有血管收縮反應和寒戰(zhàn)；而去甲腎上腎素則使動物的體溫降低0.5-2℃，同時伴有外周血管舒張。根據(jù)這類實驗，提出了體溫調(diào)節(jié)的單胺學說，此學說認為，5-羧色胺和去甲腎上腺素這兩種物質(zhì)在量上的動態(tài)平衡可保持體溫的恒定。但目前認為，這兩種物質(zhì)對體溫調(diào)節(jié)中樞的活動只能起到調(diào)整的作用，而對于體溫的恒定水平?jīng)]有決定作用。