Le centre de la thermorégulation se trouve dans l'hypothalamus. Des récepteurs thermiques cutanés lui transmettent des informations par les nerfs et la moelle épinière. On parle de thermostat hypothalamique. Ce thermostat est très précis et maintient la température centrale autour de 37°C (36°1-37°8).

Jusqu’à 23° de température extérieure et au repos, la régulation est quasi passive, par radiation, conduction et convection. La température du corps s’écoule vers l’extérieur. Le principe en est simple : le corps le plus chaud transfert de la chaleur vers le plus froid.
Quand la température extérieure s’élève au dessus de 23°C, un premier mécanisme entre en jeu. Il associe vasodilatation périphérique, vasoconstriction splanchnique et accélération du débit cardiaque. L'écoulement passif est tout simplement augmenté.

Au delà de 26°C, la lutte contre le réchauffement va changer de nature et la sudation va devenir le seul mécanisme efficace. Elle est déclenchée par la stimulation de l'aire pré-optique de l'hypothalamus antérieur. Le processus est le même, lorqu'une activité physique croissante entraîne l'élévation de la température interne.

L'évaporation de la sueur se fait dans la peau, qui reste sèche. Ce n'est qu'en cas de production abondante que la sueur coule sur la peau et ruisselle. ce qui n'est pas efficace ! Les pertes peuvent être très abondantes, jusqu'à 10 litres.
Dans ce cas, il faut compenser, outre les pertes en liquide, la perte des sels minéraux contenus dans le sérum et emportés avec la sueur.

L'organisme ne peut pas toujours faire face aux élévations simultanées de la température extérieure et de production de chaleur interne.