Chez les organismes fongiques, bacteriens, vététaux ou animaux à sang-chaud ou froids, divers processus font interragir la température interne, externe et le métabolisme, avec des boucles de rétroactions plus ou moins complexes;
Plantes et levures semblent disposer d'un thermostat biologique simple ; Chez l’arabette Arabidopsis thaliana, une seule protéine (l'histone H2A.Z) joue ce rôle pour des variations de température de moins de 1 °C. Cette protéine modifie l’enroulement de l’ADN sur lui-même et contrôle ainsi l’accès à l’ADN de certaines molécules inhibant ou activant plusieurs dizaines de gènes. Cet effet « bio-thermostat » semble fréquent dans la nature, car également détecté chez des organismes aussi différents que la levure et une crucifère commune. La compréhension de ces mécanismes devrait aussi aider à mieux comprendre certains effets (sur les gènes) du dérèglement climatique.