Группа была образована из лаборатории физиологии терморегуляции и биоэнергетики, организованной в 1963 г. и которую возглавил проф. К. П. Иванов. Основным направлением лаборатории (а затем – группы) является исследование принципов биологического энергообмена, механизмов регуляции процесса теплопродукции в тканях у гомойотермных организмов, физиологических механизмов регуляции температурного гомеостазиса у человека и у гомойотермных животных; физиологической регуляции транспорта кислорода и энергоносителей в организме для обеспечения энергообмена тканей, терморегуляции и энергообмена в экстремальных ситуациях, а также разработка физиологических способов восстановления функций при энергетической недостаточности в организме.

В период 1965–1975 гг. совместно с Институтом физиологии СО РАН (Новосибирск) было установлено принципиальное значение коэффициента полезного действия (КПД) различных видов биологической работы в энергообмене гомойотермных животных и человека. Были установлены факты постоянной физиологической регуляции КПД, пределы физиологических изменений КПД, физиологические и биохимические механизмы регулируемых изменений КПД. В настоящее время КПД является ключевым параметром для анализа энергетики живых тканей при повышении потребностей организма в свободной энергии или в теплопродукции при различных физиологических и патологических состояниях. В 1975–2000 гг. проводились исследования нервных и гуморальных механизмов регуляции температурного гомеостазиса у человека и у гомойотермных животных в норме и при различных экстремальных условиях. Для этого использовались различные методы неврологических и теплофизических исследований системы терморегуляции. На основании многолетнего изучения были обнаружены неизвестные ранее физиологические механизмы, которые способны регистрировать и измерять колебания такого сложного теплофизического параметра, как теплосодержание тела. На основании полученных численных данных сформулирована новая теория терморегуляции, согласно которой, вопреки устаревшим представлениям, температурный гомеостазис регулируется не по температуре отдельных точек тела, а по теплосодержанию тела. Такой принцип терморегуляции позволяет фиксировать изменение теплового состояния в каждом участке тела, что повышает точность поддержания температурного гомеостазиса у человека по средней температуре тела до одной десятой градуса, что может послужить основой для разработки наиболее совершенных термозащитных костюмов для космонавтов, акванавтов, горноспасателей и др.

Кроме того, в 1980–2000 гг. изучены строение и функции систем энергообеспечения тканей энергоносителями и кислородом. С помощью непосредственного измерения рО2 в микрососудах мозга и мышц кислородными микроэлектродами была опровергнута почти столетняя парадигма А. Крога об исключительной роли капилляров в газообмене между кровью и тканями. Было показано, что в мозге и в мышцах около половины кислорода клетки тканей получают из крови через стенки артериол и венул. Эти факты существенно изменили сложившиеся представления о механизмах транспорта кислорода и внесли значительные коррективы в разработку способов защиты организма от недостатка кислорода или от повышенного давления кислорода в окружающей среде.

Одним из важных достижений является разработка нового метода реанимации переохлажденного организма без отогревания, который в настоящее время пригоден для использования в медицине.