寒冷刺激や強烈な感情の昂ぶりに直面した際、皮膚の表面が粟粒のように盛り上がる現象を「立毛筋反射」と呼びます。この反応の主役である立毛筋の働きと役割は、毛包（毛根を包む組織）の基部から真皮浅層に向かって斜めに走行する平滑筋束の収縮です。平滑筋は、心臓や内臓と同じく自らの意思で動かすことができない「不随意筋」に分類され、自律神経と交感神経の支配をダイレクトに受けています。
鳥肌が立つ理由を生物進化の文脈から紐解くと、極めて合理的な生存戦略に行き当たります。急激な気温低下を皮膚の受容器が察知すると、交感神経が瞬時に緊張してアドレナリンを放出し、立毛筋が一気に収縮。斜めに生えている毛を垂直方向にグッと引き起こします。体毛が濃い動物であれば、毛を逆立てることで毛の間に分厚い空気の断熱層（エアポケット）を作り出し、体温の放散を防ぐ効果を発揮します。また、外敵に遭遇した恐怖や怒りの瞬間に毛を逆立てるのは、自らの体を大きく見せて威嚇するための防衛本能です。
進化の過程で体毛の大部分を失った現代人において、この保温や威嚇という本来の目的は形骸化しました。しかし、不随意筋のメカニズム自体は退化することなく皮膚の深部に残り続けており、過度な緊張、驚愕、あるいは音楽や芸術に触れて深い感動を覚えた際にも、交感神経のインパルスによって鳥肌が誘発されるのです。
