Termoreceptori ir specializēti neironi, kas izstrādāti tā, lai tie būtu jutīgi pret temperatūras izmaiņām. Šīs šūnas parasti nosaka temperatūras svārstības normālā diapazonā, savukārt neironi, kas pazīstami kā nociceptori, nosaka temperatūru, kas var būt bīstama ķermenim. Daudzi organismi paļaujas uz šiem neironiem dažādām lietām, sākot no to brīdināšanas līdz faktam, ka tie nonāk aukstā upē, līdz palīdzot regulēt iekšējo ķermeņa temperatūru.
Ādā termoreceptori nodrošina smadzenēm informāciju par vides temperatūru. Tas var būt svarīgi, jo tas brīdinās ķermeni par neparasti vēsu vai siltu temperatūru, kas var prasīt kādu darbību, piemēram, uzvilkt mēteli vai novilkt apģērbu, lai kļūtu ērtāk. Šie neironi tiek izmantoti arī, lai sniegtu vispārīgāku informāciju par ķermeņa vidi, piemēram, ka viena telpas zona ir vēsāka nekā citi plankumi.
Ķermeņa iekšpusē šīs šūnas ir daļa no ķermeņa sarežģītām un savstarpēji saistītām sistēmām, kas paredzētas ķermeņa līdzsvara uzturēšanai. Hipotalāma neironi ir jutīgi pret iekšējās temperatūras izmaiņām, kas var prasīt ķermeņa reakciju, un dažos ķermeņa orgānos, piemēram, urīnpūslī, atrodas citi. Kad šīs šūnas aizdegas, tās brīdina smadzenes par iekšējās temperatūras nelīdzsvarotību, kas ir jārisina; piemēram, šūnas, kas ir jutīgas pret karstumu acīs, brīdina asaru dziedzerus, lai tie ražotu vairāk šķidruma, lai acis būtu ieeļļotas.
Daži pētījumi liecina, ka termoreceptori, kas ir jutīgi pret aukstumu, var ietekmēt garšu. Daudzi cilvēki ir pamanījuši, ka viens un tas pats ēdiens, ēdot to aukstu, var garšot pavisam savādāk nekā tad, kad to ēd siltu vai karstu, un šajā procesā var būt iesaistīti šie neironi. Ap muti un mēli noteikti ir augsta aukstuma šūnu koncentrācija, kas liecina, ka mutei ir paaugstināta jutība pret aukstumu.
Ja temperatūra šķērso robežu un kļūst bīstama, to uztvers nociceptori, neironi, kas ir jutīgi pret sāpēm. Šie neironi iedegas, lai brīdinātu ķermeni par to, ka tas sasalst vai deg, un ka tūlītēja reakcija var būt kritiska. Piemēram, kad kāds ar kailām rokām satver karstu pannu, nociceptori izšauj, lai norādītu, ka ķermenis deg, un informē smadzenes, ka rokas šūnas ir bojātas karstuma rezultātā, lai smadzenes varētu raidīt signālu, reaģējot uz saņemt roku, lai nomestu pannu.