褐色脂肪組織の機能は、食物からのエネルギーを熱に変換することであり、生理的には、生成された熱とそれによる代謝効率の低下の両方に意義があるとされている。 褐色脂肪組織は、交感神経から放出されるノルエピネフリンの支配下にあり、熱産生という組織の急性の活動と、熱産生能力を高めるための組織内の新陳代謝のプロセスの両方を司っています。 体温調節のための熱産生において、褐色脂肪組織は、古典的な非戦慄熱産生（この現象は褐色脂肪組織が機能していない場合には存在しない）と、寒冷順応により惹起されるノルエピネフリン誘導熱産生に不可欠である。 褐色脂肪組織からの熱産生は、産後、発熱時、冬眠からの覚醒時など、生物が余分な熱を必要とするときに活性化され、熱産生の速度は視床下部で開始される経路を介して中枢で制御される。 褐色脂肪組織は、低タンパクであることを特徴とする一連の食餌により、レプチン依存的に活性化され、この代謝調節性の熱発生も視床下部の制御下にある。 この組織が活動しているときは、多量の脂質とグルコースが組織内で燃焼している。 褐色脂肪組織とその特徴的なタンパク質であるアンカップリング・プロテイン1（UCP1）の発達は、その熱発生が新生児の生存率を高め、寒冷な環境下でも活動的な生活を可能にすることから、哺乳類の進化の成功を決定づけたと考えられます。