A função do tecido adiposo castanho é transferir energia dos alimentos para o calor; fisiologicamente, tanto o calor produzido como a consequente diminuição da eficiência metabólica podem ser significativos. Tanto a actividade aguda do tecido, ou seja, a produção de calor, como o processo de recrutamento no tecido (que resulta numa maior capacidade termogénica) estão sob o controlo da norepinefrina libertada pelos nervos simpáticos. Na termogénese termoregulatória, o tecido castanho adiposo é essencial para a termogénese clássica sem tremor (este fenómeno não existe na ausência de tecido adiposo castanho funcional), bem como para a termogénese induzida pela aclimatação a frio induzida pela norepinefrina. A produção de calor a partir do tecido castanho adiposo é activada sempre que o organismo necessita de calor extra, por exemplo, pós-natal, durante a entrada num estado febril, e durante a excitação da hibernação, e a taxa de termogénese é controlada centralmente através de uma via iniciada no hipotálamo. A alimentação enquanto tal também resulta na activação do tecido adiposo castanho; uma série de dietas, aparentemente todas caracterizadas por serem baixas em proteínas, resulta num recrutamento do tecido dependente da leptina; esta termogénese metaboloreguladora também está sob controlo hipotalâmico. Quando o tecido está activo, grandes quantidades de lípidos e glicose são queimadas no tecido. O desenvolvimento de tecido adiposo castanho com a sua proteína característica, a proteína-1 desacoplada (UCP1), foi provavelmente determinante para o sucesso evolutivo dos mamíferos, uma vez que a sua termogénese aumenta a sobrevivência neonatal e permite a vida activa mesmo em ambientes frios.