Na natureza, alguns animais podem, quando chegam as estações mais frias, entrar em um estado letárgico conhecido como "hibernação". A hibernação pode ser completa como nas marmotas (Marmota flaviventris) ou parciais como nos ursos.

Quando hibernam, os animais dormem, privando-se de alimento e diminuindo a intensidade da respiração e da circulação sangüínea. Isso ocorre porque durante o inverno, os alimentos são escassos e a diminuição dos processos normais de metabolismo e crescimento economizam energia e evitam que o animal tenha que procurar por comida. Os ursos por exemplo não entram em hibernação completa, pois seus batimentos cardíacos não diminuem e podem acordar para se alimentar se houver um período de calor.

Poucos sabem que os hamsters assim como alguns roedores podem entrar em hibernação (completa ou parcial). Os hamsters entram em hibernação parcial, pois se expostos a uma fonte de calor, despertam. Alguns criadores podem confundir esse estado de hibernação com morte ou coma. Esse estado dura de 1 a 3 dias e tem início quando o animal é exposto à uma temperatura de 6 °C ou menor. Quando o fotoperíodo é curto (2 horas de luz ou menos), alguns hamsters podem hibernar à temperatura ambiente.

Se um animal está imóvel, com os olhos fechados, corpo um pouco rígido e temperatura baixa, deve-se colocar uma bolsa de água morna ao lado dele para que ele desperte ou pode-se esperar que ele acorde espontaneamente. O procedimento de água morna deve ser utilizado quando se tem dúvidas se o animal está morto ou apenas hibernando.

Os animais que hibernam possuem um tecido adiposo (tecido de gordura) conhecido como "gordura parda", "gordura marrom", "tecido adiposo pardo" ou "tecido adiposo multilocular". Alguns a chamam, incorretamente, de "glândula hibernante". Esta denominação é incorreta devida à natureza do tecido. Não se trata de uma glândula, já que nenhuma substância é secretada. A denominação "gordura parda" refere-se à sua coloração devida à abundante vascularização e às numerosas mitocôndrias presentes em suas células. Por serem ricas em citocromos, as mitocôndrias possuem coloração avermelhada. Nos adipócitos (células de gordura) deste tecido, existem vários vacúolos de gordura (gotículas lipídicas de vários tamanhos) distribuidos pelo citoplasma. Suas células são menores que as do tecido adiposo comum e apresentam as cristas mitocondriais particularmente longas, podendo ocupar toda a espessura da mitocôndria. As células do tecido adiposo multilocular possuem um arranjo epitelióide, formando massas compactas em associação com capilares sangüíneos, lembrando as glândulas endócrinas (vindo daí a denominação incorreta por parte de alguns como "glândula hibernante"). Essa gordura é utilizada como fonte de energia para o despertar do animal.

Em suas mitocôndrias (organelas celulares responsáveis pela respiração celular e produção de energia), mais especificamente em sua parede interna, existem os chamados "corpúsculos elementares". As mitocôndrias do tecido adiposo multilocular possuem em suas membranas internas, uma proteína transmembrana chamada "termogenina" ou "proteína desacopladora", que é uma enzima. Esta enzima é desativada por nucleotídeos de purinas (adenina e guanina, presentes no DNA e RNA dos seres vivos) e ativada por ácidos graxos livres, sendo estes gerados dentro dos adipócitos por ação da noradrenalina, também chamada de norepinefrina (é um neurotransmissor adrenérgico presente nas terminações nervosas do Sistema Nervoso Autônomo Simpático, abundantes na região da gordura parda). Desta forma, o tecido adiposo multilocular acelera a lipólise e oxidação dos ácidos graxos (fenômenos para obtenção de energia). Os corpúsculos elementares funcionam como uma bomba de prótons (cátions de hidrogênio). Resumidamente, os prótons liberados no interior das mitocôndrias vão para uma cadeia enzimática e de lá para o espaço intermembranoso (entre a membrama interna e externa da mitocôndria). Esses prótons passam pelos corpúsculos elementares e retornam para a matriz mitocondrial, formando, por ação de uma enzima chamada ATP sintetase (presente nos corpúsculos elementares), várias moléculas de ATP (adenosina tri-fosfato), que armazenam energia para posterior utilização.

Nas mitocôndrias dos adipócitos multiloculares, a termogenina evita que o ATP seja formado, fazendo com que os prótons não passem pelos corpúsculos elementares, e a energia que seria armazenada na forma de ATP passa a ser liberada na forma de calor, que aquece a extensa rede de capilares presente no tecido adiposo multilocular e é distribuído por todo o corpo do animal, despertando-o. Acredita-se que a termogenina seja como uma válvula de segurança dissipando a energia em excesso derivada da alimentação exagerada. Isso sugere que animais obesos (incluindo o ser humano) possuem menos termogenina que os não obesos. Animais que vivem em ambientes de clima frio apresentam maior teor de termogenina que os que vivem am ambientes de clima quente.

Para maiores detalhes, um bom livro de Biologia Celular e Molecular, Histologia, Bioquímica, Química Fisiológica, Histologia Veterinária e Fisiologia Veterinária ou mesmo alguém ligado às Ciências Biológicas (Biologia), Medicina Veterinária ou Zootecnia deve ser consultado.