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Se dit d'un organisme dont la température interne varie. Elle n'est pas donc pas régulée comme chez les homéothermeshoméothermes, dont la température varie très peu. On parle souvent d'animaux à sang froid (mais le terme est impropre - ils ne sont pas si froids - et c'est oublier les autres organismes). Par soucisouci de cohérence avec homéotherme, le mot poïkilotherme est remplacé par hétérotherme.

La distinction entre poïkilothermes et homéothermes est moins claire qu'il n'y paraît. Certains homéothermes (comme le hérisson ou le jeune martinet noir) peuvent laisser chuter leur température et certains poïkilothermes (comme le thonthon) peuvent réchauffer leur corps.

Il convient de ne pas confondre cette opposition entre poïkilothermes et endothermes avec celle distinguant les endothermes des ectothermes. La source de chaleurchaleur d'un organisme ectotherme provient exclusivement ou presque de l'extérieur. Sa température interne sera donc celle du milieu ambiant. Un organisme endotherme produit de la chaleur.

Un animal poïkilotherme peut être aussi endotherme. Même si sa température corporelletempérature corporelle varie (car elle n'est pas régulée), elle peut en effet rester supérieure à celle du milieu ambiant. Les poissonspoissons ne sont pas loin d'être homéothermes là où la température de l'eau varie très peu. Seuls les oiseaux et les mammifèresmammifères sont homéothermes endothermes, et sont dits « à sang chaud ».

Chez les animaux, des stratégies comportementales peuvent suppléer à l'absence de régulation interne. Ruches et termitières sont thermorégulées par les abeilles et les termites. Un lézard sait profiter de la chaleur solaire ou au contraire de la fraîcheur de l'ombre.