Il meccanismo della termogenesi indotta dal freddo "non da brivido" (NST; "Non-shivering thermogenesis") ha la caratteristica di sfruttare, all'interno dei tessuti biologici provvisti, il cosiddetto disaccoppiamento mitocondriale. Al loro interno, i mitocondri di questi apparati presentano la proteina mitocondriale UCP1 (proteina disaccoppiante 1, o "uncoupling protein 1"), detta anche termogenina. Questa molecola ha appunto la capacità di "disaccoppiare" la fosforilazione ossidativa (processo energetico aerobico di respirazione cellulare), riuscendo a far prevalere l'impiego di lipidi per la produzione di calore (energia termica) piuttosto per quella di ATP (energia chimica). L'attivazione di questo meccanismo in risposta al freddo, è principalmente legata alla produzione del neurotrasmettitore noradrenalina in interazione con i recettori β3 sotto controllo dell'ipotalamo mediante lo stimolo dei nervi simpatici, ed è supportata anche da fattori endocrini, principalmente dall'incremento dell'attività tiroidea con produzione di triiodotironina (T3) e tiroxina (T4). I principali tessuti coinvolti nel processo di disaccoppiamento mitocondriale nel NST sono il tessuto adiposo bruno e il muscolo scheletrico. Viene spesso citato anche il fegato come tessuto minore in grado di partecipare a tali meccanismi. Il principale substrato energetico della termogenesi "non da brivido" è dato dai lipidi depositati nel tessuto adiposo.