体温调节中枢从多种恒温动物的脑分段切除实验证明，切除大脑皮层及部分皮层下结构，只要保留下丘脑及其以下的神经结构完整，动物就能保持体温的相对稳定。若进一步破坏下丘脑，则动物体温不能维持相对稳定。这说明调节体温的基本中枢在下丘脑。
在下丘脑及其以下的几个部位（脊髓、延髓、脑干网状结构）的中枢温度敏感神经元，既能感受所在局部组织温度变化的信息，又具有对传入温度信息进行不同程度的整合处理功能。所以，应该从整合机构这个角度去认识参与体温调节的各级中枢的功能。然而，无论是来自皮肤的、内脏器官的还是来自中枢部位（如脑干网状结构、延髓）的温度信息最终都将会聚于PO/AH区。可见体温调节的中枢整合机构是分层次的，而下丘脑的PO/AH是体温调节中枢整合机构的重要部位。通过PO/AH的整合作用，经传出神经调节皮肤血管舒缩、汗腺分泌、骨骼肌的活动以及内分泌系统参与的器官代谢水平，使产热和散热过程保持动态平衡，以维持体温相对恒定。
