Arteriële baroreceptoren zijn rekreceptoren die worden gestimuleerd door vervorming van de arteriële wand wanneer de druk verandert. De baroreceptoren kunnen de veranderingen in zowel de gemiddelde bloeddruk als de snelheid waarmee de druk verandert bij elke arteriële puls identificeren. Actiepotentialen die in het uiteinde van de baroreceptor worden geactiveerd, worden vervolgens rechtstreeks naar de hersenstam geleid, waar centrale uiteinden (synapsen) deze informatie verzenden naar neuronen in de solitaire kern die in de medulla ligt. Reflexreacties van dergelijke baroreceptoractiviteit kunnen verhogingen of verlagingen van de hartslag veroorzaken. Arteriële baroreceptor sensorische uiteinden zijn eenvoudige, gespreide zenuwuiteinden die in de tunica adventitia van de slagader liggen. Een verhoging van de gemiddelde arteriële druk verhoogt de depolarisatie van deze sensorische uiteinden, wat resulteert in actiepotentialen. Deze actiepotentialen worden door axonen naar de solitaire kern in het centrale zenuwstelsel geleid en hebben een reflexeffect op het cardiovasculaire systeem via autonome neuronen. Hormoonafscheidingen die gericht zijn op het hart en de bloedvaten worden beïnvloed door de stimulatie van baroreceptoren.
Bij normale bloeddruk in rust, ontladen baroreceptoren bij elke hartslag. Als de bloeddruk daalt, zoals bij orthostatische hypotensie of bij hypovolemische shock, neemt de afvuursnelheid van de baroreceptor af en werken baroreceptorreflexen om de bloeddruk te helpen herstellen door de hartslag te verhogen. Signalen van de halsslagaderbaroreceptoren worden verzonden via de glossofaryngeale zenuw (hersenzenuw IX). Signalen van de aortabaroreceptoren reizen door de nervus vagus (hersenzenuw X). Carotissinusbaroreceptoren reageren op zowel stijgingen als dalingen van de arteriële druk, terwijl de baroreceptoren van de aortaboog alleen reageren op stijgingen in arteriële druk. Arteriële baroreceptoren informeren reflexen over arteriële bloeddruk, maar andere rekreceptoren in de grote aderen en het rechteratrium geven informatie over de lagedrukdelen van de bloedsomloop.
Baroreceptoren reageren zeer snel om een stabiele bloeddruk te behouden, maar hun reacties verminderen met de tijd en zijn dus het meest effectief voor het overbrengen van kortetermijnveranderingen in de bloeddruk. Bij mensen met essentiële hypertensie veranderen de baroreceptoren en hun reflexen en functioneren ze om de verhoogde bloeddruk als normaal te handhaven. De receptoren worden dan minder gevoelig voor verandering.
Gebleken is dat elektrische stimulatie van baroreceptoren de baroreflex activeert, de sympathische tonus door het hele lichaam vermindert en daardoor de bloeddruk verlaagt bij patiënten met resistente hypertensie.