La température interne des animaux poïkilothermes varie avec celle du milieu et dans le même sens. Ce sont par exemple les poissons, les amphibiens, les reptiles...
Ces animaux sont dits «à sang froid», bien que cette appellation soit impropre : la température de leur sang n'est pas systématiquement plus froide que celle des homéothermes, elle est simplement variable.
Le niveau de métabolisme des poïkilothermes dépend de la température extérieure. Lorsque celle-ci est basse, leur métabolisme est ralenti, ils peuvent aller jusqu'à hiberner.
Ces contraintes sont beaucoup moins fortes chez les homéothermes : leur métabolisme stable leur permet de vivre en toutes circonstances.
L'inconvénient de l'homéothermie est qu'elle est coûteuse en énergie métabolique et qu'elle nécessite une alimentation plus abondante et plus riche.
L'homme est un homéotherme : sa température centrale est stable, en dépit des variations de la température extérieure. Il maintient cette stabilité grâce à un équilibre entre la thermogenèse (production de chaleur) et la thermolyse (perte de chaleur).