Baroreceptory tętnicze to receptory rozciągania, które są stymulowane przez zniekształcenie ściany tętnicy, gdy zmienia się ciśnienie. Baroreceptory mogą zidentyfikować zmiany zarówno średniego ciśnienia krwi, jak i szybkości zmian ciśnienia z każdym tętnem tętniczym. Potencjały czynnościowe wyzwolone w końcówce baroreceptora są następnie bezpośrednio kierowane do pnia mózgu, gdzie zakończenia centralne (synapsy) przekazują tę informację do neuronów w obrębie pojedynczego jądra, które leży w rdzeniu. Reakcje odruchowe wynikające z takiej aktywności baroreceptorów mogą wywołać wzrost lub spadek częstości akcji serca. Zakończenia czuciowe baroreceptorów tętniczych są prostymi, rozwartymi zakończeniami nerwowymi, które znajdują się w błonie przydanej tętnicy. Wzrost średniego ciśnienia tętniczego zwiększa depolaryzację tych zakończeń czuciowych, co skutkuje potencjałami czynnościowymi. Te potencjały czynnościowe są przenoszone do pojedynczego jądra w ośrodkowym układzie nerwowym przez aksony i mają odruchowy wpływ na układ sercowo-naczyniowy poprzez autonomiczne neurony. Stymulacja baroreceptorów wpływa na wydzieliny hormonów, które oddziałują na serce i naczynia krwionośne.
Przy normalnym spoczynkowym ciśnieniu krwi baroreceptory wydzielają się z każdym uderzeniem serca. Jeśli ciśnienie krwi spada, na przykład w przypadku niedociśnienia ortostatycznego lub wstrząsu hipowolemicznego, zmniejsza się szybkość wyładowań baroreceptorów, a odruchy baroreceptorów pomagają przywrócić ciśnienie krwi poprzez przyspieszenie akcji serca. Sygnały z baroreceptorów tętnicy szyjnej są przesyłane przez nerw językowo-gardłowy (nerw czaszkowy IX). Sygnały z baroreceptorów aorty przechodzą przez nerw błędny (nerw czaszkowy X). Baroreceptory zatoki szyjnej reagują zarówno na wzrost, jak i spadek ciśnienia tętniczego, podczas gdy baroreceptory w łuku aorty reagują tylko na wzrost ciśnienia tętniczego. Baroreceptory tętnicze informują odruchy o ciśnieniu tętniczym krwi, ale inne receptory rozciągania w dużych żyłach i prawym przedsionku przekazują informacje o częściach układu krążenia o niskim ciśnieniu.
Baroreceptory reagują bardzo szybko, aby utrzymać stabilne ciśnienie krwi, ale ich reakcje słabną z upływem czasu i dlatego są najbardziej skuteczne w przekazywaniu krótkoterminowych zmian ciśnienia krwi. U osób z nadciśnieniem tętniczym pierwotnym baroreceptory i ich odruchy zmieniają się i działają, aby utrzymać podwyższone ciśnienie tętnicze w normie. Receptory stają się wówczas mniej wrażliwe na zmiany.
Stwierdzono, że elektryczna stymulacja baroreceptorów aktywuje odruch baroreceptorowy, zmniejszając napięcie współczulne w całym ciele, a tym samym obniżając ciśnienie krwi u pacjentów z opornym nadciśnieniem.