Trên lưỡi và da người có những thụ thể thần kinh chuyên phát hiện nhiệt độ nóng, để cảnh báo ta tránh xa vật gì đó quá nóng như canh sôi hay bàn ủi. Capsaicin, chất tạo vị cay đặc trưng trong ớt, có cấu trúc hoá học khớp gần như vừa vặn với đúng loại thụ thể này, nên khi ăn ớt, capsaicin kích hoạt chúng y hệt như khi da chạm vật nóng thật, dù nhiệt độ miệng bạn lúc đó hoàn toàn bình thường.

Nguyên nhân cốt lõi nằm ở việc não bộ không phân biệt được tín hiệu nóng thật với tín hiệu nóng giả do capsaicin gây ra, vì cả hai đều truyền qua cùng một loại thụ thể thần kinh. Nhận được tín hiệu này, não lập tức kích hoạt các phản ứng hạ nhiệt tự nhiên của cơ thể: tuyến mồ hôi tăng tiết để làm mát qua bốc hơi, mạch máu dưới da giãn ra khiến mặt đỏ bừng và nóng ran, đồng thời nhịp tim có thể tăng nhẹ. Ớt càng cay, tức càng nhiều capsaicin, thì phản ứng toát mồ hôi và đỏ mặt càng rõ rệt và kéo dài hơn.

Nhiều người ăn món bún bò cay hay lẩu Tứ Xuyên nhiều ớt thường thấy trán lấm tấm mồ hôi và mặt đỏ hồng chỉ sau vài miếng đầu tiên, dù trong phòng máy lạnh mát rượi. Đó chính là lý do người dân vùng nhiệt đới nóng bức như Ấn Độ hay Đông Nam Á lại ưa chuộng món cay: ra mồ hôi giúp làm mát cơ thể hiệu quả hơn, tạo cảm giác dễ chịu hơn giữa tiết trời oi bức, dù mới nghe qua có vẻ nghịch lý là ăn cay để hạ nhiệt.

Nhiều người nghĩ ớt thực sự làm tăng nhiệt độ cơ thể vì cảm giác nóng bừng rất rõ rệt, nhưng đo thân nhiệt thực tế cho thấy nhiệt độ cơ thể gần như không đổi, chỉ có cảm giác nóng do thụ thể thần kinh bị đánh lừa. Cũng có người tưởng uống nước lọc sẽ làm dịu vị cay nhanh nhất, nhưng capsaicin tan trong dầu chứ không tan trong nước, nên nước chỉ rửa trôi tạm thời và cay vẫn quay lại; uống sữa hoặc ăn cơm mới thực sự giúp hoà tan và trung hoà cảm giác cay hiệu quả hơn.