热中性区的下端（靠低温端），称为下临界温度。超过下临界温度时，生物的耗氧量都会显著增加。低于临界温度时需增加产热量以保持体温，高于临界温度时需增加用于散热的能量。下临界温度会因动物的适应温度而变化，即使相同种类的个体，该值也会因风土驯化而不同。生活在极地的大型恒温动物，温度中性区很宽，其下临界温度比生活在温带和热带的恒温动物要低得多。