Die Thermoregulation wird bestimmt durch den Sollwert (Set-Point) der zentralen Körpertemperatur, der Körperkerntemperatur. Die Regulation der Körperkerntemperatur erfolgt mittels verschiedener Rückkoppelungsmechanismen, die Wärmeproduktion und Wärmeabgabe regeln. Die Prozesse sind im Schlaf gegenüber dem Wachzustand anders geregelt. Selbst bei konstanten Außenbedingungen und bei körperlicher Ruhe unterliegen die Thermoregulation sowie die unterschiedlichen an der Regulation beteiligten Strukturen und ihre Wirkungsmechanismen im Schlaf regelhaften Veränderungen. Es lassen sich 3 Arten von Thermoregulation beschreiben: Thermoregulation im Wachzustand, Thermoregulation im NREM-Schlaf und Thermoregulation im REM-Schlaf.