Un animal de sangre caliente es aquel que mantiene su temperatura corporal a un nivel aproximadamente constante, independiente de la temperatura del ambiente; es decir, tienen homeostasis térmica. En general, todos los mamíferos poseen este tipo de metabolismo.
Esto puede implicar no solo la capacidad de generar calor, sino también la capacidad de enfriarse. Los animales de sangre caliente controlan su temperatura corporal regulando su tasa metabólica, por ejemplo, incrementando la tasa metabólica a medida que la temperatura del entorno empieza a disminuir.
Normalmente la expresión de sangre caliente abarca tres aspectos distintos de la termorregulación.
Una gran proporción de los seres tradicionalmente considerados de sangre caliente (mamíferos y aves) presentan todas las características anteriores. No obstante, en los últimos 30 años, los estudios de termofisiología animal han revelado que son numerosas las especies de esos dos grupos que no reúnen las tres; hay, por ejemplo, muchos murciélagos y pequeños pájaros que son poiquilotérmicos y bradimetabólicos cuando duermen por la noche o por el día. Para describir este tipo de criaturas, se acuñó el término heterotermia.
La sangre caliente en aves y mamíferos puede considerarse ejemplo de evolución convergente, ya que en el desarrollo filogenético, entre ambos clados existen otros de sangre fría (véase la reordenación taxonómica de los saurópsidos).
Además, nuevos estudios de animales tradicionalmente considerados de sangre fría han mostrado que en la mayor parte de las criaturas están presentes diferentes variaciones de los tres aspectos definidos anteriormente, así como de sus equivalentes (ectotermia, poiquilotermia y bradimetabolismo), creando de esta manera una amplia gama de tipos de temperatura corporal (Véase Condiciones intermedias).