Регулацията на телесното тегло се осъществява посредством промени в енергийния баланс. Когато количеството на приеманата от даден индивид енергия под формата на храна е равно на изразходваното за осигуряване на всички жизнени функции и дейности, тогава той се намира в енергиен баланс и ТМ остава непроменена. Когато количеството на приеманата енергия надвишава изразходваното, организмът е в положителен енергиен баланс и ТМ нараства. Аналогично, когато индивидът е в отрицателен енергиен баланс, ТМ намалява, тъй като количеството на приеманата енергия е по-малко от необходимото за осигуряване на жизнената му дейност. Увеличаването или намаляването на ТМ в периоди на положителен или отрицателен енергиен баланс при зрели индивиди се осъществява основно за сметка на промяна в количеството на мастната тъкан и складираните в нея телесни мазнини.
Мастната тъкан в животинския свят изпълнява функцията на „енергиен резервоар“, в който се съхранява неупотребената в периодите на изобилно хранене енергия и от който се черпи енергия в периодите на недохранване (енергиен дефицит). Размерите на този „енергиен резервоар“ се различават значително както между представителите на различните животински видове, така и между индивидите от един и същи вид.
За успешното поддържане на енергийната хомеостаза живите организми, в това число човекът, са развили изключително сложни системи от физиологични механизми за регулация. Тези механизми все още не са напълно изучени. Безспорно е обаче, че в състояние на енергиен дефицит тези механизми водят до промени в поведението на индивида, включващи увеличаване приема на храна и/или намаляване на енергийните разходи. Аналогично в периодите на изобилно хранене се активират механизми, които предпазват организма от достигане на критично големи размери и съответно променят поведението му в посока намаляване приема на храна.
Генетичните изследвания показват, че дори и при низшите животински организми броят на гените, свързани с енергийната хомеостаза е доста голям. Установено е например, че геномът на червеите Caenorhabditis elegans (Nematoda) съдържа 417 гена, свързани с регулацията на телесните мазнини, като 305 от тях улесняват натрупването, а 112 са свързани с ограничаването на възможностите за складиране (Ashrafi et al., 2003).
През годините са разработени голям брой теории и модели, които се опитват да обяснят механизмите за регулация на ТМ и причините за бързо нарастващото разпространение на затлъстяването в съвременната човешка популация. Най-известните от тях са:
- Теория на зададената точка
- Модел на променлива зададена точка
- Модел на двойната интервенционна точка
- Общ модел за регулация на енергийния прием