Непосредственные реакции организма на охлаждение направлены к уменьшению теплоотдачи (C-\-R) и к увеличению количества вырабатываемого организмом тепла {М), т. е. к сохранению гомойотермии. У человека, не защищенного одеждой, в состоянии покоя при температуре воздуха 31°С происходит повышение интенсивности обмена веществ, чтобы предотвратить падение внутренней температуры тела; это и есть критическая температура. Этот уровень критической температуры характерен для тропических животных вообще. Теплоотдача снижается за счет повышения изолирующих свойств поверхности тела. Теплопроводность кожи заметно уменьшается вследствие сужения сосудов, однако максимальный эффект достигается довольно быстро, так что ниже критической точки температура кожи непрерывно снижается с понижением температуры воздуха.
Для жизни в холодном климате человек должен обладать добавочной теплоизоляцией, что позволяет снизить критическую температуру. Известно, что у арктических животных высокоэффективная теплоизоляция обеспечивается толстым слоем подкожного жира и мехом. Такой же степени изоляции человек может достичь, используя для защиты от холода шкуры животных или другой материал. Дополнительная теплоизоляция в 1 clo (изоляция, эквивалентная теплоизолирующему действию слоя неподвижного воздуха толщиной 0,6 см) понизит критическую температуру до 20°С, а в 2 clo — 10°С. При более низких значениях необходимо прогрессирующее повышение интенсивности теплообразования, чтобы человек смог находиться на холоде несколько часов подряд. Теплоизолирующая способность одежды из оленьего меха толщиной от 3,75 до 7,5 см, которую носят эскимосы, соответствует 7—12 clo. Этого достаточно для удовлетворения всех требований организма: во время сна необходимо 10—12 clo, а для активной деятельности при —40°С нужно 4 clo. В жилищах эскимосов днем сохраняется температура 21, а ночью 10° С.
В зимнее время эскимосы проводят вне помещения 1—4 ч день, а в летнее время — от 5 до 9 ч. Только лицо, а иногда и руки остаются не защищенными от холода. Большое значение имеет толщина подкожного жира, определяющая тот уровень, до которого падает температура кожи, подвергающейся действию холода. Люди с большими жировыми отложениями способны к более длительному пребыванию в холодной воде. На холоде количество вырабатываемого организмом тепла увеличивается; это может происходить непроизвольно (мышечная дрожь) или потому, что с целью согреться человек намеренно работает, движется и т. п. При дрожи вырабатывается почти втрое больше тепла, чем в состоянии покоя. Дрожь возникает вследствие уменьшения температуры кожи и последующей рефлекторной стимуляции особого центра, находящегося в гипоталамусе. Большое количество тепла вырабатывается при физической работе; это количество лимитируется только функциональной приспособленностью организма и наличием пищи.
Если температура окружающего воздуха соответствует точке замерзания, то для поддержания постоянной температуры тела даже в теплой одежде, толщина которой втрое превосходит обычную, затрачивается вдвое больше энергии, чем на основной обмен. Известно, что эскимосы могут долгое время бежать за санями достаточно быстро, чтобы согреться на бегу, но вместе с тем не выбиваясь из сил; их функциональная приспособленность, измеренная обычными тестами, выше, чем у канадцев европейского происхождения (Shepherd). Важное значение имеет реакция рук на действие холода. Сначала происходит интенсивное сужение сосудов, за ним, примерно через 5 мин, следует их расширение; в дальнейшем эти вазомоторные реакции периодически повторяются. Такое местное расширение сосудов препятствует понижению температуры ткани и отморожениям.