O momento da hibernação é desencadeado por indicações externas ao organismo, como a falta de alimento, a diminuição da temperatura ou o fato dos dias ficarem mais curtos. Os animais optam pela hibernação, diminuindo drasticamente o seu metabolismo. A digestão cessa, a circulação é reduzida, o sistema imunitário deixa de funcionar e as capacidades sensoriais sofrem uma quebra. Em consequência, há uma diminuição dos gastos energéticos, podendo o animal sobreviver com a gordura que armazenou no período pré-hibernação. A temperatura do corpo pode ficar ligeiramente acima da temperatura ambiente, os batimentos cardíacos tornam-se muito baixos e a respiração sofre um abrandamento, podendo até existir curtos períodos de apneia.

Nos animais de sangue quente (endotérmicos), o fenómeno é despoletado quando o alimento de que necessitam começa a escassear até um ponto crítico. É o caso dos insectívoros, como o ouriço e morcegos, ou omnívoros, como o urso pardo, que com a chegada dos meses mais frios ficam privados das suas principais fontes de alimento. Em qualquer dos casos, a hibernação apresenta-se, assim, como uma resposta de alguns animais às condições adversas do ambiente, sejam condições físicas ou de escassez drástica e prolongada de alimento.

Este fenómeno pode ocorrer em animais de sangue frio (ou poiquilotérmicos), como as cobras, lagartos, cágados e rãs, com a chegada do inverno, altura em que estes se veem incapazes de realizar as suas funções básicas.