中药四气是中药性质和作用属性的高度概括，也是机体能量代谢与热活性的重要反映。寒热药性的生物效应来源于两个方面：一是食物或中药本身蕴含不同形式或不同量值的能量或热量物质，这些物质在体内正常转化（代谢），可产生生理性或营养性的能量转移和热的变化；二是中药或食物可能含有内生致热物质或相关物质，这些物质作用于机体后能产生一系列生理或病理反应，这些反应大多伴有能量转移和热变化。寒证、热证患者代谢功能有很大变化，寒证或阳虚证患者基础代谢偏低，热证或阴虚证患者基础代谢偏高。多数温热药可增强能量代谢，多数寒凉药可抑制能量代谢。
甲状腺功能低下阳虚模型家兔的体温偏低，产热减少，温肾助阳方药可以纠正其低体温倾向。甲状腺功能亢进阴虚模型大鼠的产热增加，动物饮水量增加，尿量减少，血液黏稠度增高，能量消耗增加，动物体重减轻，滋阴药龟板能够纠正上述甲状腺功能亢进阴虚模型大鼠的症状。热性药附子、肉桂、干姜等组成的复方，麻*附子细辛汤，以及麻*、桂枝、干姜、肉桂等均能提高实验大鼠、小鼠的耗氧量，温热药鹿茸能提高大鼠脑、肝、肾组织耗氧量，促进糖原分解；寒凉药如生石膏、龙胆草、知母、*柏等组成的复方则明显降低大鼠耗氧量。
给予寒性药*连后，动物的宏观行为学表现为在高温区停留比例显著增加，即“趋热性”增强，同时体内三磷酸腺苷（adenosinetriphosphate，ATP）酶活力、机体耗氧量显著下降，即机体能量代谢能力下降，动物代偿性地趋向高温区，以补偿机体偏“寒”的感知，反映出*连的“寒性”特征。寒性方药*连解毒汤能使大鼠肛温降低，寒冷环境中仍使其体温下降，而温热药能延迟寒冷环境中小鸡、大鼠的死亡时间和延缓体温下降。麻*汤可下调体虚小鼠的高温趋向性，缓解动物的“虚寒”症状，体现出辛温解表的特点，同时肝组织ATP、琥珀酸脱氢酶（succinatedehydrogenase，SDH）、SOD活性增加；其类方麻杏石甘汤则可上调体盛小鼠的高温趋向性，缓解动物的“热证”症状，体现出其辛凉解表的特点，肝组织ATP、SDH、SOD活性降低。
中药四气影响能量代谢的作用主要与调节下丘脑-垂体-甲状腺轴功能、Na+-K+-ATP酶（钠泵）活性有关。甲状腺激素增强机体产热效应，其增加组织基础代谢率的作用与诱导钠泵产生有关。寒凉药具有抑制红细胞膜钠泵活性作用。如*连等六种寒性中药可能通过降低肝脏线粒体SDH活性从而减少ATP生成，降低肝脏钠泵、Ca2+-ATP酶活性从而减少ATP消耗，并减少产热；知母中的知母菝葜皂苷元是一个典型的钠泵抑制剂，对提纯的兔肾Na+-K+-ATP酶有明显抑制作用。温热药能显著地升高小鼠红细胞膜钠泵活性。吴茱萸等六种热性中药可能通过促进肌糖原分解、增加SDH活性产生更多ATP，通过增加钠泵和Ca2+-ATP酶活性而增加ATP消耗，从而增加产热；淫羊藿等可通过兴奋钠泵活性，提高细胞贮能和供能物质ATP含量，纠正寒证（阳虚证）患者的能量不足。
大鼠连续使用地塞米松可出现明显“耗竭”现象，类似于临床阳虚证表现，其钠泵活性明显低于正常对照组，温热药淫羊藿有促进其钠泵活性恢复作用。临床肾阳虚患者红细胞膜钠泵活性显著低于正常人，其ATP分解减少，表现出一系列虚寒症状。肾阳虚患者使用温阳方药（附子片、淫羊藿、菟丝子、肉苁蓉等）治疗后，其红细胞膜钠泵活性有明显提高，接近于正常人水平。寒证模型大鼠线粒体内脂肪酸的β-氧化受阻，蛋白质的合成、折叠及分泌障碍，类固醇激素减少影响糖代谢，导致能量不足，应用温热中药治疗后，糖、脂代谢增强，蛋白质合成增加。
