虽然人体通常可以通过出汗等反应调节皮肤和核心温度，但很快就会失去在极冷条件下保持热量流失的能力。热量通过衣服流到寒冷的大气中。寒冷天气保护主要是减少这种热量外流以保持身体温暖的问题。健康人的正常核心体温为 37°C，体表温度约为 34°C。在低环境温度下，我们很快就会开始感到不舒服，尽管核心体温*初会保持不变。
热损失的危险:
核心体温的任何偏差——即使是度数——都是严重的，会给人体带来严重问题。“体温过低”是指身体温度低于正常新陈代谢和/或身体机能发生所需水平的任何情况。在人类中，核心体温通过生物稳态保持在或接近恒定水平。当身体暴露在寒冷中时，其内部机制可能无法补充散失到周围环境的热量。结果不仅仅是感觉冷——几度的下降会严重影响大脑功能并损害判断力。
极端寒冷条件下的热损失:
空气是一种非常有效的绝缘体，许多服装都依靠滞留一层静止空气来防止热量散失。因为水是热的良导体，所以它的绝缘性很差。由于出汗，水分会在衣服内部积聚——尤其是当穿着者进行体力活动时。由于隔热性能降低，这会使通过衣服散失的热量加倍（见图 1）。
材料中的水分会使材料的热导率加倍。使用透气材料或薄膜可以降低水分含量——但是，这也会增加热量损失。水分会蒸发，在低于冰点的条件下，环境湿度接近于零，蒸发速度会非常快。虽然有利于保持干燥，但由于蒸发过程会损失大量热量。通常称为“风寒”的特性加剧了湿气造成的热量损失。随着身体周围的空气变得饱和并形成边界层，静止空气中身体的水分流失往往会减慢。身体严重依赖静止空气的边界层来隔绝热和冷。
事实上，许多动物都有毛发或毛皮来帮助保护这一层。空气流动去除了这个饱和层，用干燥的空气代替它，从而增加了蒸发率。风速越大，蒸发率和热损失就越大。在 0°C 的气温下，50 km/h 的风速会使人感觉比站在 -20°C 的静止空气中更冷。
服装设计：
无论使用什么高性能材料，都必须为四肢、颈部和头部提供开口。服装除了需要良好的绝缘性能外，还必须在其自身和身体之间形成一层空气。任何服装都必须保持这一层才能有效发挥作用。如果允许这些滞留的空气与环境中的空气交换，再多的隔热材料也无法防止热量损失。必须仔细设计开口并有效关闭，以保留滞留的空气并防止气流。
在测试防寒服装时，了解所用材料以及整件服装的性能非常重要。耐久性很重要，低温下的弯曲开裂等测试将显示材料的适用性。应使用 SATRA 防汗热板进行的复杂测试来确定材料的绝缘值和水蒸气渗透率。如果衣服被设计成防风的，透气性也是一个重要的特性。
整衣检测：
极寒服装测试环境室温度可以在 -40°C 到 +50°C 之间改变，湿度在冰点以上时从 5% 到 95% 相对湿度 (RH)。房间足够大，可供几个人执行不同活动级别的任务。整件服装测试可以通过两种方式进行。第一种方法使用预热到已知温度（通常为 20°C）的人体模型。人体模型穿着测试服并装有热电偶，以便监测“皮肤”温度。然后将穿着衣服的人体模型置于寒冷环境中，并测量“皮肤”冷却至设定温度所需的时间。
第二种方法涉及使用人类受试者，通过测量皮肤温度（出于安全考虑）和与受试者舒适度和温暖度相关的问卷调查进行监测。这是评估寒冷天气服装性能的一种非常有效的方法。受试者还可以执行许多不同的任务来模拟身体活动。剧烈活动后休息会产生使身体变冷的条件。这些条件下的服装性能只能通过使用受试者来衡量。对于测试人员有一定风险，需要实时监控测试状况。
防寒服相关测试标准:
EN 342:2017抵御等于或低于- 5°C的寒冷环境的影响