熱中性區的下端（靠低溫端），稱為下臨界溫度。超過下臨界溫度時，生物的耗氧量都會顯著增加。低于臨界溫度時需增加產熱量以保持體溫，高于臨界溫度時需增加用于散熱的能量。
下臨界溫度會因動物的適應溫度而變化，即使相同種類的個體，該值也會因風土馴化而不同。生活在極地的大型恒溫動物，溫度中性區很寬，其下臨界溫度比生活在溫帶和熱帶的恒溫動物要低得多。
