La funzione del tessuto adiposo bruno è quella di trasferire energia dal cibo in calore; fisiologicamente, sia il calore prodotto che la conseguente diminuzione dell’efficienza metabolica possono essere significativi. Sia l’attività acuta del tessuto, cioè la produzione di calore, sia il processo di reclutamento nel tessuto (che si traduce in una maggiore capacità termogenica) sono sotto il controllo della norepinefrina rilasciata dai nervi simpatici. Nella termogenesi termoregolatrice, il tessuto adiposo bruno è essenziale per la termogenesi classica senza brividi (questo fenomeno non esiste in assenza di tessuto adiposo bruno funzionale), così come per la termogenesi indotta dalla norepinefrina indotta dall’acclimatazione al freddo. La produzione di calore dal tessuto adiposo bruno è attivata ogni volta che l’organismo ha bisogno di calore extra, ad esempio, postnatale, durante l’ingresso in uno stato febbrile e durante il risveglio dal letargo, e il tasso di termogenesi è controllato a livello centrale attraverso un percorso iniziato nell’ipotalamo. L’alimentazione in quanto tale si traduce anche nell’attivazione del tessuto adiposo bruno; una serie di diete, apparentemente tutte caratterizzate dall’essere a basso contenuto di proteine, provocano un reclutamento leptina-dipendente del tessuto; questa termogenesi metaboloregolatrice è anche sotto controllo ipotalamico. Quando il tessuto è attivo, elevate quantità di lipidi e glucosio vengono combuste nel tessuto. Lo sviluppo del tessuto adiposo bruno con la sua proteina caratteristica, la proteina disaccoppiante-1 (UCP1), è stato probabilmente determinante per il successo evolutivo dei mammiferi, poiché la sua termogenesi migliora la sopravvivenza neonatale e permette una vita attiva anche in ambienti freddi.