Ciertos animales hibernan porque los suministros de comida escasean durante los meses de invierno. Al sumirse en un largo y profundo sueño, evitan por completo este periodo y se despiertan cuando la comida es más abundante.
Los osos son los más comúnmente asociados a la hibernación (aunque no se les considera verdaderos hibernadores, porque su temperatura corporal no desciende significativamente), pero una gran variedad de animales se aprovechan de esta adaptación evolucionada, como el ratón saltarín, el murciélago marrón pequeño, la ardilla oriental, la marmota y ciertas especies de ardillas de tierra. Se sabe que al menos un pájaro es hibernador: el poorwill, que vive en el oeste de Norteamérica.
Se cree que un compuesto en la sangre de los hibernadores conocido como HIT (Hibernation Induction Trigger) permite a los animales saber cuándo es el momento de prepararse para la hibernación. Los días más cortos, la disminución de los suministros de alimentos y las temperaturas más frías parecen influir en el HIT, aunque el mecanismo exacto sigue siendo un misterio.
Los hibernadores tienden a comer una gran cantidad de comida extra en el otoño en previsión de su sueño invernal y construyen importantes reservas de grasa corporal blanca y marrón para mantenerse. La grasa parda proporciona calor corporal adicional y la energía necesaria cuando el animal se despierta. Algunos animales también almacenan comida en sus guaridas para consumirla durante los breves periodos de vigilia.
La hibernación no se parece en nada a una noche de sueño normal. De hecho, durante el periodo de hibernación se producen importantes cambios físicos en el organismo. La temperatura corporal del animal desciende, y su respiración y ritmo cardíaco disminuyen drásticamente. El efecto puede ser tan extremo que un animal en hibernación puede parecer muerto.
Hay varios factores que pueden influir en la hibernación. En las regiones donde el invierno es relativamente suave, los animales pueden hibernar sólo durante breves períodos o no hacerlo en absoluto. Durante los períodos de hibernación prolongada, muchos animales se despiertan brevemente para ir al baño y comer un bocadillo antes de volver a dormirse. Ciertas especies de osos son únicas en el sentido de que no se despiertan, ni comen, ni beben, ni van al baño durante su período de hibernación, que puede durar varios meses.