Umpan balik negatif dalam homeostasis menggambarkan proses di mana sistem tubuh mempertahankan lingkungan atau keadaan normalnya. Homeostasis menggambarkan pengaturan keseluruhan tubuh dari sistem internalnya. Ketika perubahan keadaan seperti suhu tubuh terjadi, respons umpan balik negatif dipicu untuk mengembalikan suhu ke titik normalnya. Misalnya, jika tubuh menjadi terlalu panas, terjadi keringat untuk mendinginkannya. Jika tubuh menjadi terlalu dingin, menggigil merupakan salah satu respon yang membantu menghangatkannya.
Keadaan tipikal atau ideal dari sistem tubuh disebut titik setel, tetapi umpan balik negatif dalam homeostasis tidak dapat menjaga sistem tetap pada titik setel. Sebaliknya, umpan balik negatif dalam homeostasis bertindak untuk menjaga suhu tubuh, misalnya, dalam apa yang disebut kisaran nilai normal. Nilai suatu sistem yang berubah karena keadaan yang berbeda disebut variabel.
Seringkali ada tiga bagian dari respons umpan balik negatif, yang disebut reseptor, pusat kendali, dan efektor. Reseptor adalah bagian dari respon umpan balik yang hanya mendeteksi perubahan nilai variabel. Informasi ini diteruskan ke pusat kendali, yang memantau perubahan dan memulai respons umpan balik negatif ketika perubahan jatuh terlalu jauh di luar kisaran nilai normal. Ketika itu terjadi, pusat kendali memberi sinyal kepada efektor untuk mengambil tindakan yang akan membantu mengembalikan sistem ke titik setelnya.
Salah satu contoh umpan balik negatif dalam homeostasis adalah cara tubuh mengatur tekanan darah. Reseptor dalam hal ini adalah vena peka tekanan yang terletak di dekat jantung dan kepala. Reseptor ini mengirimkan impuls saraf ke bagian otak, di sini pusat kendali, yang mengatur detak jantung. Pusat kendali kemudian mengirimkan sinyal ke efektor, yang dalam hal ini adalah jantung. Menanggapi pesan otak, jantung mempercepat atau memperlambat untuk mengatur tekanan darah.
Konsep umpan balik negatif dalam homeostasis juga digunakan dalam psikologi. Dalam psikologi, ini bisa menjadi cara yang berguna untuk memahami dorongan dan motivasi dasar. Misalnya, seseorang yang kekurangan makanan biasanya menjadi lebih lapar seiring berjalannya waktu. Perasaan lapar adalah mekanisme umpan balik negatif yang mencoba mengembalikan tubuh ke titik setel nutrisi. Ketika orang itu makan, mekanismenya telah berhasil dan rasa laparnya hilang.