Negatywne sprzężenie zwrotne w homeostazie opisuje proces, dzięki któremu organizmy utrzymują swoje normalne środowisko lub stany. Homeostaza opisuje ogólną regulację wewnętrznych systemów organizmu. Kiedy pojawiają się zmiany stanu, takie jak temperatura ciała, wyzwalane są ujemne reakcje zwrotne, aby przywrócić temperaturę do normalnego punktu. Na przykład, jeśli ciało staje się zbyt gorące, pocenie się powoduje jego ochłodzenie. Jeśli ciało staje się zbyt zimne, dreszcze to jedna z reakcji, która pomaga je rozgrzać.
Typowy lub idealny stan systemu cielesnego nazywany jest punktem nastawy, ale ujemne sprzężenie zwrotne w homeostazie nie może utrzymać systemu dokładnie w punkcie nastawy. Zamiast tego ujemne sprzężenie zwrotne w homeostazie działa na przykład w celu utrzymania temperatury ciała w tak zwanym normalnym zakresie wartości. Wartość systemu, który zmienia się pod wpływem różnych okoliczności, nazywana jest zmienną.
Negatywne sprzężenie zwrotne często składa się z trzech części, które nazywane są receptorem, centrum kontroli i efektorem. Receptor jest częścią odpowiedzi zwrotnej, która po prostu wykrywa zmiany wartości zmiennej. Informacje te są przekazywane do centrum sterowania, które monitoruje zmiany i rozpoczyna negatywną odpowiedź zwrotną, gdy zmiany wykraczają zbyt daleko poza normalny zakres wartości. Kiedy tak się dzieje, centrum sterowania sygnalizuje efektorowi, aby podjął działanie, które pomoże przywrócić system do jego wartości zadanej.
Jednym z przykładów negatywnego sprzężenia zwrotnego w homeostazie jest sposób, w jaki organizm reguluje ciśnienie krwi. Receptorami w tym przypadku są żyły wrażliwe na ucisk znajdujące się w pobliżu serca i głowy. Receptory te wysyłają impulsy nerwowe do części mózgu, tutaj do ośrodka kontroli, który reguluje tętno. Centrum sterowania wysyła następnie sygnały do efektora, którym w tym przypadku jest serce. W odpowiedzi na komunikaty z mózgu, serce przyspiesza lub zwalnia, aby regulować ciśnienie krwi.
Pojęcie negatywnego sprzężenia zwrotnego w homeostazie jest również stosowane w psychologii. W psychologii może być użytecznym sposobem zrozumienia podstawowych popędów i motywacji. Na przykład osoba, która została pozbawiona jedzenia, z biegiem czasu zwykle staje się coraz bardziej głodna. Uczucie głodu jest mechanizmem negatywnego sprzężenia zwrotnego, który próbuje przywrócić organizmowi jego wartość żywieniową. Kiedy ta osoba je, mechanizm zadziałał i uczucie głodu znika.