ตัวรับอุณหภูมิที่ผิวหนังเชื่อว่าเป็นใยประสาทใน 3 กลุ่ม ทั้งหมดเป็นแบบปรับตัวช้า ๆ (slowly adapting) มีลานรับสัญญาณแบบเป็นจุด โดยตัวรับเย็นมีทั้งตัวเซลล์ทั้งใยประสาทมากกว่าตัวรับอุ่น คือ[6][11][12]

• ตัวรับเย็น เป็นใยประสาทกลุ่ม A delta และกลุ่ม C ทั้งสองชนิดตอบสนองต่อสารเคมีบางชนิด เช่น เมนทอล ที่ทำให้รู้สึกเย็น
  • กลุ่ม A delta - พบในหนังกำพร้า มีปลอกไมอีลินบาง ๆ (เส้นผ่าศูนย์กลาง 1-6 ไมโครเมตร) จึงสื่อประสาทได้เร็วกว่า (4-36 เมตรต่อวินาที) มีขีดเริ่มเปลี่ยนต่ำและไวต่อการเปลี่ยนลดอุณหภูมิอย่างฉับพลันมากกว่าค่อย ๆ เปลี่ยนถึง 100 เท่า ทำให้สามารถรู้สึกลมพัดจากหน้าต่างที่ไกล ๆ มีการแสดงออกของช่องไอออน TRPM8
  • กลุ่ม C - พบในหนังกำพร้า ไร้ปลอกไมอีลิน (เส้นผ่าศูนย์กลาง 0.2-1.5 ไมโครเมตร) จึงสื่อประสาทได้ช้ากว่า (0.4-2 เมตร/วินาที) มีขีดเริ่มเปลี่ยนสูงแต่สามารถส่งสัญญาณการเปลี่ยนอุณหภูมิแบบฉับพลันแม้ต่ำกว่า 0°C มีการแสดงออกของช่องไอออน TRPM8 และ TRPA1
• ตัวรับอุ่น ตอบสนองต่อสารเคมีบางชนิด เช่น การบูร
  • กลุ่ม C - พบในหนังแท้ด้านบน (ลึกกว่าตัวรับเย็น) ไร้ปลอกไมอีลิน จึงสื่อประสาทได้ช้า ไวต่อการเปลี่ยนอุณหภูมิน้อยกว่าตัวรับเย็น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสำหรับคนไวสุดต้องอย่างน้อย 0.1°C ใยประสาทจะตอบสนองตามความอุ่นอย่างเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงจุดร้อนลวก แล้วก็จะตอบสนองแบบอิ่มตัวโดยไม่เพิ่มขึ้นอีก มีการแสดงออกของช่องไอออน TRPV3