Termoreceptorii sunt neuroni specializați proiectați să fie sensibili la schimbările de temperatură. Aceste celule detectează în general variațiile de temperatură în limitele normale, în timp ce neuronii cunoscuți sub numele de nociceptori detectează temperaturi care ar putea fi periculoase pentru organism. Multe organisme se bazează pe acești neuroni pentru o varietate de lucruri, de la alertarea lor până la faptul că pășesc într-un râu rece până la asistarea la reglarea temperaturii interne a corpului.
În piele, termoreceptorii furnizează creierului informații despre temperatura mediului. Acest lucru poate fi important, deoarece va alerta corpul asupra temperaturilor neobișnuit de reci sau calde care ar putea necesita o acțiune, cum ar fi îmbrăcarea unei haine sau aruncarea unui strat de îmbrăcăminte pentru a deveni mai confortabil. Acești neuroni sunt, de asemenea, folosiți pentru a oferi informații mai generale despre mediul corpului, cum ar fi aceea că o zonă a unei camere este mai rece decât alte locuri.
În interiorul corpului, aceste celule fac parte din seria complexă și interconectată a organismului de sisteme care sunt concepute pentru a menține corpul în echilibru. Neuronii din hipotalamus sunt sensibili la modificările temperaturii centrale care ar putea necesita un răspuns din partea corpului, iar în unele organe ale corpului, cum ar fi vezica urinară, există și alții. Când aceste celule se declanșează, ele alertează creierul cu privire la un dezechilibru al temperaturii interne care trebuie abordat; de exemplu, celulele sensibile la căldură din ochi alertează glandele lacrimale pentru a produce mai mult lichid pentru a menține ochii lubrifiați.
Unele studii au arătat că termoreceptorii care sunt sensibili la frig pot juca un rol în gust. Mulți oameni au observat că același aliment poate avea un gust foarte diferit atunci când este consumat rece decât atunci când este consumat cald sau fierbinte, iar acești neuroni pot fi implicați în acest proces. Există cu siguranță o concentrație mare de celule reci în jurul gurii și limbii, ceea ce indică faptul că gura are o sensibilitate crescută la temperaturile reci.
Dacă o temperatură depășește limita devenind periculoasă, va fi captată de nociceptori, neuroni care sunt sensibili la durere. Acești neuroni se declanșează pentru a alerta corpul asupra faptului că îngheață sau arde și că un răspuns prompt ar putea fi critic. De exemplu, când cineva apucă o tigaie fierbinte cu mâna goală, nociceptorii trag pentru a indica faptul că corpul arde și pentru a informa creierul că celulele mâinii au fost deteriorate de căldură, astfel încât creierul să poată declanșa un semnal ca răspuns la pune mâna să arunce tigaia.