Los barorreceptores arteriales son receptores de estiramiento que son estimulados por la distorsión de la pared arterial cuando cambia la presión. Los barorreceptores pueden identificar los cambios tanto en la presión arterial promedio como en la tasa de cambio de presión con cada pulso arterial. Los potenciales de acción activados en la terminación del barorreceptor se conducen directamente al tronco del encéfalo donde las terminaciones centrales (sinapsis) transmiten esta información a las neuronas dentro del núcleo solitario que se encuentra en la médula. Las respuestas reflejas de dicha actividad barorreceptora pueden desencadenar aumentos o disminuciones en la frecuencia cardíaca. Las terminaciones sensoriales de los barorreceptores arteriales son terminaciones nerviosas simples y extendidas que se encuentran en la túnica adventicia de la arteria. Un aumento de la presión arterial media aumenta la despolarización de estas terminaciones sensoriales, lo que da lugar a potenciales de acción. Estos potenciales de acción son conducidos al núcleo solitario en el sistema nervioso central por axones y tienen un efecto reflejo sobre el sistema cardiovascular a través de neuronas autónomas. Las secreciones hormonales que se dirigen al corazón y los vasos sanguíneos se ven afectadas por la estimulación de los barorreceptores.
A presiones sanguíneas normales en reposo, los barorreceptores se descargan con cada latido del corazón. Si la presión arterial cae, como en la hipotensión ortostática o en el shock hipovolémico, la frecuencia de activación de los barorreceptores disminuye y los reflejos de los barorreceptores actúan para ayudar a restaurar la presión arterial al aumentar la frecuencia cardíaca. Las señales de los barorreceptores carotídeos se envían a través del nervio glosofaríngeo (nervio craneal IX). Las señales de los barorreceptores aórticos viajan a través del nervio vago (par craneal X). Los barorreceptores del seno carotídeo responden tanto a aumentos como a disminuciones de la presión arterial, mientras que los barorreceptores del arco aórtico solo responden a aumentos de la presión arterial. Los barorreceptores arteriales informan a los reflejos sobre la presión arterial, pero otros receptores de estiramiento en las venas grandes y la aurícula derecha transmiten información sobre las partes de baja presión del sistema circulatorio.
Los barorreceptores responden muy rápidamente para mantener una presión arterial estable, pero sus respuestas disminuyen con el tiempo y, por lo tanto, son más efectivas para transmitir cambios a corto plazo en la presión arterial. En personas con hipertensión esencial, los barorreceptores y sus reflejos cambian y funcionan para mantener la presión arterial elevada como si fuera normal. Entonces, los receptores se vuelven menos sensibles al cambio.
Se ha descubierto que la estimulación eléctrica de los barorreceptores activa el barorreflejo, lo que reduce el tono simpático en todo el cuerpo y, por lo tanto, reduce la presión arterial en pacientes con hipertensión resistente.