Arteriella baroreceptorer är stretchreceptorer som stimuleras av distorsion av artärväggen när trycket förändras. Baroreceptorerna kan identifiera förändringar i både det genomsnittliga blodtrycket eller hastigheten för tryckförändring med varje arteriell puls. Åtgärdspotentialer som utlöses i baroreceptorslutet leds sedan direkt till hjärnstammen där centrala avslutningar (synapser) överför denna information till nervceller i den ensamma kärnan som ligger i medulla. Reflexsvar från sådan baroreceptoraktivitet kan utlösa ökningar eller minskningar av hjärtfrekvensen. Arteriella baroreceptor sensoriska ändar är enkla, splayed nervändar som ligger i tunica adventitia i artären. En ökning av det genomsnittliga arteriella trycket ökar depolarisering av dessa sensoriska ändar, vilket resulterar i aktionspotentialer. Dessa åtgärdspotentialer leds till den ensamma kärnan i centrala nervsystemet av axoner och har en reflexeffekt på det kardiovaskulära systemet genom autonoma neuroner. Hormonsekretioner som riktar sig mot hjärtat och blodkärlen påverkas av stimulering av baroreceptorer.
Vid normalt vilande blodtryck släpper baroreceptorer ut med varje hjärtrytm. Om blodtrycket faller, t.ex. vid ortostatisk hypotoni eller i hypovolemisk chock, minskar baroreceptorns avfyrningshastighet och baroreceptorreflexer hjälper till att återställa blodtrycket genom att öka hjärtfrekvensen. Signaler från halspulsåderreceptorerna skickas via den glansofaryngeale nerven (kranialnerv IX). Signaler från aorta baroreceptorer färdas genom vagusnerven (kranialnerven X). Karotis sinus baroreceptorer är lyhörda för både höjningar eller minskningar av arteriellt tryck, medan aortabågens baroreceptorer bara svarar på höjningar av arteriellt tryck. Arteriella baroreceptorer informerar reflexer om arteriellt blodtryck men andra stretchreceptorer i de stora venerna och höger förmak förmedlar information om cirkulationssystemets lågtrycksdelar.
Baroreceptorer svarar mycket snabbt för att upprätthålla ett stabilt blodtryck, deras svar minskar med tiden och är därför mest effektiva för att förmedla kortsiktiga förändringar i blodtrycket. Hos personer med essentiell hypertoni förändras baroreceptorerna och deras reflexer och fungerar för att upprätthålla det förhöjda blodtrycket som normalt. Receptorerna blir då mindre känsliga för förändring.
Elektrisk stimulering av baroreceptorer har visat sig aktivera baroreflex, vilket minskar den sympatiska tonen i hela kroppen och därmed minskar blodtrycket hos patienter med resistent högt blodtryck.