人类并不直接感受气温， 如果我们感觉到冷， 实际上感觉到的是皮肤表面的温度。 皮肤对温度的感知能力来自于温度感受器，它存在于皮肤、粘膜、内脏和下丘脑，是一类特殊的离子通道，响应的温度范围包含了冷、凉爽、温暖、热四种主要感受。

温度感受器根据其机能又分为冷感受器和热感受器，也叫做冷点和热点。 冷点是由克劳斯小体构成的，呈小柱结构，位于皮肤浅层； 热点主要是由游离神经末梢构成的， 呈网状分布在表皮颗粒层毛囊根鞘周围。 冷感受器分布更广，约为热感受器的 4~10 倍，位于人体皮肤更为浅表的位置， 放电频率也远远高于热感受器，因此，我们对于寒冷的刺激更加敏感。

此外， 不同的人体部位测量到的皮肤温度是不同的， 一般上半身的温度会高于下半身。皮肤温度常在 15℃~42℃范围内波动，通常头部温度高于胸和腰部，胸腰部高于四肢，手、脚趾温度最低。 这就是为什么温度低时常常会觉得脚尤其冷的原因。

温度感受器除了感受温度之外，还和痛觉有关。 遇到高温时，离子通道中特定的几组会被激活，将信号传递到大脑，所以温度过高会让我们感觉到痛。 温度感受器同样也会影响味觉， 表现为我们对不同的食物有着不同的温度偏好。