Η λειτουργία λιμοκτονίας αναφέρεται σε μια επιβράδυνση του μεταβολισμού που μπορεί να συμβεί όταν το σώμα λαμβάνει πολύ λίγες ημερήσιες θερμίδες για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η σύγχρονη θεωρία του τρόπου μεταβολικής πείνας πιστεύεται ότι βασίζεται σχεδόν εξ ολοκλήρου σε μια επιστημονική μελέτη που συχνά αναφέρεται ως μελέτη της Μινεσότα. Αυτή η μελέτη, που διεξήχθη το 1950 από τον ερευνητή Ancel Keys, κατέγραψε τα αποτελέσματα μιας δίαιτας λιμοκτονίας σε μια ομάδα υγιών νεαρών ανδρών κανονικού βάρους για μια περίοδο έξι μηνών. Η μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι, όταν η ημερήσια πρόσληψη θερμίδων μειώνεται τουλάχιστον στο μισό της κανονικής απαίτησης, ο βασικός μεταβολικός ρυθμός μπορεί να επιβραδυνθεί. Οι άνθρωποι που λειτουργούν σε κατάσταση λιμοκτονίας μπορεί γενικά να αναμένεται να συνεχίσουν να χάνουν βάρος, αλλά θα χάσουν βάρος με ρυθμό κάπως πιο αργό από εκείνον ενός ατόμου με κανονικά λειτουργικό μεταβολισμό και μπορεί να αναμένεται να βιώσουν γενικό λήθαργο.
Οι ανησυχίες σχετικά με την παρεμπόδιση της προόδου του ατόμου στην απώλεια βάρους, τρώγοντας πολύ λίγες ημερήσιες θερμίδες και πηγαίνοντας σε κατάσταση λιμοκτονίας, μπορεί να είναι κοινές μεταξύ των ατόμων που κάνουν δίαιτα. Η έρευνα του Keys φαίνεται να έχει αποδείξει ότι τα ημερήσια ελλείμματα θερμίδων πρέπει να είναι σοβαρά και πρέπει να επεκταθούν μακροπρόθεσμα προκειμένου να πυροδοτήσουν τις φυσιολογικές αλλαγές που προκαλούν τη μεταβολική επιβράδυνση που είναι γνωστή ως τρόπος λιμοκτονίας. Οι ειδικοί πιστεύουν ότι αυτός ο τρόπος εξυπηρετεί έναν βιολογικό σκοπό, καθώς επιτρέπει στο ανθρώπινο σώμα να επιβιώσει σε περιόδους λιμού, ακόμη και όταν τα αποθέματα σωματικού λίπους είναι μικρά. Η μελέτη του Keys φαίνεται να προτείνει ότι η κατάσταση λιμοκτονίας συνήθως δεν ξεκινά έως ότου το άτομο φτάσει σε ποσοστό συνολικού σωματικού λίπους χαμηλότερο από έξι τοις εκατό, για μια γυναίκα ή χαμηλότερο από πέντε τοις εκατό, για έναν άνδρα.
Ο φυσιολογικός μηχανισμός που οδηγεί σε κατάσταση ασιτίας πιστεύεται ότι βασίζεται στη δράση μιας ορμόνης γνωστής ως λεπτίνης. Τα λιποκύτταρα του σώματος συνήθως εκκρίνουν λεπτίνη. Τα επίπεδα λεπτίνης στο αίμα συνήθως βοηθούν τον εγκέφαλο να παρακολουθεί την έκταση των φυσικών αποθεμάτων λίπους. Η χαμηλότερη πρόσληψη θερμίδων και η αυξημένη απώλεια βάρους μπορούν να μειώσουν τα επίπεδα λεπτίνης, μειώνοντας τον αριθμό των λιποκυττάρων που εκκρίνουν λεπτίνη στο σώμα. Όταν το ποσοστό σωματικού λίπους πέφτει κάτω από το ελάχιστο απαραίτητο επίπεδο, τα μειωμένα επίπεδα λεπτίνης σηματοδοτούν τον εγκέφαλο να ξεκινήσει τη διαδικασία της μεταβολικής επιβράδυνσης.
Η λειτουργία λιμοκτονίας δεν αποτρέπει κανονικά την περαιτέρω απώλεια βάρους. Η απώλεια βάρους συνεχίζεται στις περισσότερες περιπτώσεις, αν και γενικά συμβαίνει με ρυθμό πιο αργό από ό,τι θα περίμενε κανείς σε κάποιον που κάνει δίαιτα που δεν βρίσκεται σε αυτή την κατάσταση. Τα άτομα σε κατάσταση λιμοκτονίας μπορεί επίσης να εμφανίσουν σοβαρή έλλειψη ενέργειας, καθώς είναι απίθανο να λαμβάνουν τις θερμίδες που χρειάζονται για να εκτελούν κανονικές καθημερινές δραστηριότητες.