La función del tejido adiposo marrón es transferir la energía de los alimentos a calor; fisiológicamente, tanto el calor producido como la disminución resultante de la eficiencia metabólica pueden tener importancia. Tanto la actividad aguda del tejido, es decir, la producción de calor, como el proceso de reclutamiento en el tejido (que da lugar a una mayor capacidad termogénica) están bajo el control de la norepinefrina liberada por los nervios simpáticos. En la termogénesis termorreguladora, el tejido adiposo pardo es esencial para la termogénesis clásica sin escalofríos (este fenómeno no existe en ausencia de tejido adiposo pardo funcional), así como para la termogénesis inducida por la norepinefrina y aclimatada al frío. La producción de calor del tejido adiposo marrón se activa siempre que el organismo necesita calor adicional, por ejemplo, en el período postnatal, durante la entrada en un estado febril y durante el despertar de la hibernación, y la tasa de termogénesis se controla centralmente a través de una vía iniciada en el hipotálamo. La alimentación como tal también da lugar a la activación del tejido adiposo marrón; una serie de dietas, aparentemente todas caracterizadas por ser bajas en proteínas, dan lugar a un reclutamiento del tejido dependiente de la leptina; esta termogénesis metabolorreguladora también está bajo control hipotalámico. Cuando el tejido está activo, se queman en él grandes cantidades de lípidos y glucosa. El desarrollo del tejido adiposo marrón con su proteína característica, la proteína desacoplante-1 (UCP1), fue probablemente determinante para el éxito evolutivo de los mamíferos, ya que su termogénesis mejora la supervivencia neonatal y permite una vida activa incluso en entornos fríos.