La temperatura corporal se controla normalmente por un sistema de retroalimentación negativa en el hipotálamo, que integra la información térmica de la mayoría de los tejidos.
Aproximadamente el 80% de esta información térmica se obtiene de la temperatura corporal central, que puede medirse con sondas termométricas esofágicas distales, nasofaríngeas, o de membrana timpánica.
El hipotálamo coordina los incrementos de la producción de calor (termogenia con y sin escalofríos), los incrementos de la pérdida de calor ambiental (sudoración) y/o las disminuciones de la pérdida de calor (vasoconstricción) según se requiera para mantener la normotermia.
El equilibrio estacionario térmico requiere que la pérdida de calor al entorno iguale su producción metabólica; la hipotermia se produce cuando la pérdida de calor excede la producción.
La hipotermia central moderada es frecuente durante la cirugía y la anestesia y se produce inicialmente por la redistribución del calor corporal desde el centro a los tejidos periféricos y posteriormente porque la pérdida de calor excede su producción metabólica.
Las dosis clínicas de todos los anestésicos generales probados disminuyen el umbral de respuesta a la hipotermia desde aproximadamente 37 °C (normal) a 33-35 °C. Por tanto, los pacientes anestesiados con temperaturas centrales que excedan estas temperaturas suelen estar poiquilotermos y no responden de forma activa a las alteraciones térmicas. Los pacientes con suficiente hipotermia sí activan una vasoconstricción termorreguladora, que es notablemente eficaz para evitar una mayor hipotermia central.
La hipotermia intraoperatoria moderada proporciona una protección significativa contra la isquemia y la hipoxia tisulares en animales, si bien las únicas situaciones en las que se ha demostrado la eficacia de la hipotermia terapéutica en seres humanos son la parada cardíaca extrahospitalaria y la asfixia neonatal.

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