Brune fettceller aktiveres når kroppstemperaturen synker. Fra termoreseptorer i huden og i kroppens indre formidles lav temperatur til temperatursenteret i hypotalamus. Herfra sendes motoriske nerveimpulser til muskelceller for å sette igang muskelskjelving med varmeproduksjon og sympatiske nerveimpulser til brune fettceller som øker stoffskiftet og dermed varmeproduksjonen (). Også adrenalin fra binyremargen stimulerer de brune fettcellene. Via adrenerge reseptorer og cAMP stimuleres produksjonen av koaktivatoren PGC-1α i fettcellene. Dette fører til dannelse av nye mitokondrier, til økt fettforbrenning i mitokondriene og til frikopling av mitokondriene. Den sympatiske stimulus aktiverer samtidig perilipin og hormon-følsom lipase (, HSL) som frigjør frie fettsyrer fra triglyserid. Dermed øker varmeproduksjonen i det brune fettvevet og kroppstemperaturen holdes oppe. Mus som mangler PGC-1α er ikke i stand til holde kroppstemperaturen oppe, når de utsettes for kulde.