Os termorreceptores são neurônios especializados projetados para serem sensíveis às mudanças de temperatura. Essas células geralmente detectam variações de temperatura dentro da faixa normal, enquanto os neurônios conhecidos como nociceptores detectam temperaturas que podem ser perigosas para o corpo. Muitos organismos dependem desses neurônios para uma variedade de coisas, desde alertá-los sobre o fato de que estão entrando em um rio frio até ajudar na regulação da temperatura corporal interna.
Na pele, os termorreceptores fornecem ao cérebro informações sobre a temperatura ambiente. Isso pode ser importante, pois alertará o corpo para temperaturas excepcionalmente baixas ou altas que podem exigir uma ação, como colocar um casaco ou tirar uma camada de roupa para ficar mais confortável. Esses neurônios também são usados para fornecer informações mais gerais sobre o ambiente de um corpo, como que uma área de uma sala é mais fria do que outros locais.
Dentro do corpo, essas células são parte da série complexa e interconectada de sistemas do corpo que são projetados para manter o corpo em equilíbrio. Os neurônios no hipotálamo são sensíveis a mudanças na temperatura central que podem exigir uma resposta do corpo, e existem outras dentro de alguns órgãos do corpo, como a bexiga. Quando essas células disparam, alertam o cérebro para um desequilíbrio na temperatura interna que precisa ser resolvido; por exemplo, células sensíveis ao calor nos olhos alertam as glândulas lacrimais a produzirem mais fluido para manter os olhos lubrificados.
Alguns estudos mostraram que os termorreceptores sensíveis ao frio podem desempenhar um papel no paladar. Muitas pessoas notaram que o mesmo alimento pode ter um sabor muito diferente quando ingerido frio do que quando ingerido morno ou quente, e esses neurônios podem estar envolvidos nesse processo. Certamente há uma alta concentração de células frias ao redor da boca e da língua, indicando que a boca tem uma maior sensibilidade ao frio.
Se uma temperatura ultrapassar a linha de ser perigosa, ela será captada por nociceptores, neurônios que são sensíveis à dor. Esses neurônios disparam para alertar o corpo sobre o fato de que ele está congelando ou queimando, e que uma resposta imediata pode ser crítica. Por exemplo, quando alguém agarra uma panela quente com as mãos nuas, os nociceptores disparam para indicar que o corpo está queimando e para informar ao cérebro que as células da mão foram danificadas pelo calor, para que o cérebro possa disparar um sinal em resposta a pegue a mão para soltar a panela.