Arteriální baroreceptory jsou strečové receptory, které jsou stimulovány zkreslením arteriální stěny při změně tlaku. Baroreceptory mohou identifikovat změny jak průměrného krevního tlaku, tak rychlosti změny tlaku s každým arteriálním pulzem. Akční potenciály spuštěné v zakončení baroreceptoru jsou poté přímo vedeny do mozkového kmene, kde centrální zakončení (synapse) přenášejí tuto informaci do neuronů v samotném jádru, které leží v dřeni. Reflexní reakce z takové aktivity baroreceptorů mohou vyvolat zvýšení nebo snížení srdeční frekvence. Senzorická zakončení arteriálního baroreceptoru jsou jednoduchá roztažená nervová zakončení, která leží v tunica adventitia arterie. Zvýšení středního arteriálního tlaku zvyšuje depolarizaci těchto senzorických zakončení, což vede k akčním potenciálům. Tyto akční potenciály jsou vedeny do osamělého jádra v centrálním nervovém systému axony a mají reflexní účinek na kardiovaskulární systém prostřednictvím autonomních neuronů. Sekrece hormonů, které cílí na srdce a krevní cévy, jsou ovlivněny stimulací baroreceptorů.
Při normálním klidovém krevním tlaku se baroreceptory vylučují s každým srdečním rytmem. Pokud poklesne krevní tlak, například při ortostatické hypotenzi nebo při hypovolemickém šoku, rychlost střelby baroreceptorem klesá a baroreceptorové reflexy pomáhají obnovit krevní tlak zvýšením srdeční frekvence. Signály z karotických baroreceptorů jsou vysílány přes glossofaryngeální nerv (lebeční nerv IX). Signály z aortálních baroreceptorů cestují vagovým nervem (lebeční nerv X). Baroreceptory karotických dutin reagují na zvýšení nebo snížení arteriálního tlaku, zatímco baroreceptory aortálního oblouku reagují pouze na zvýšení arteriálního tlaku. Arteriální baroreceptory informují reflexy o arteriálním krevním tlaku, ale jiné receptory roztažení ve velkých žilách a pravé síni předávají informace o nízkotlakých částech oběhového systému.
Baroreceptory reagují velmi rychle na udržení stabilního krevního tlaku, ale jejich reakce se časem snižují, a proto jsou nejúčinnější pro přenos krátkodobých změn krevního tlaku. U lidí s esenciální hypertenzí se baroreceptory a jejich reflexy mění a fungují tak, aby udržovaly zvýšený krevní tlak jako normální. Receptory se poté stávají méně citlivými na změny.
Bylo zjištěno, že elektrická stimulace baroreceptorů aktivuje baroreflex, snižuje sympatický tonus v celém těle a tím snižuje krevní tlak u pacientů s rezistentní hypertenzí.