Ayıların kış uykusu ayı türlerine göre değişkenlik göstermektedir. Kutup ayısı yedi ay boyunca yuvasında hareket etmeden, vücudundaki yağı proteine çevirerek beslenmesini sağlar. Sibirya ayısı da kutup ayısı gibidir, ancak kış uykusuna yatma süresi ona göre kısadır. Bazı yerlerde 5 aya kadar düşebilir. Diğer ayı türleri de kış uykusuna yatarlar kış uykusunda geçen süre 4 ay civarındadır.

Ayıların kış uykusuna yattıkları yerlerde yapılan araştırmalarda hiç bir dışkı ve idrar kalıntısına rastlanmamıştır. Yani bu hayvanların kış uykusu boyunca vücutta biriken azotu üre yoluyla dışarı atmadıkları ve kandaki zehirli madde miktarının artmadığı saptanmıştır. Zira ayılarda kış uykusunda biriken üre, mesane tarafından yeniden emilmekte, daha sonra bağırsaklara aktarılmaktadır. Bağırsaklarda bulunan özel bakteriler ise üreyi amino asitlere dönüştürmekte ve bu amino asitlerle yeni proteinler sentezleyebilmektedirler. Kısaca kış uykusuna yatan ayılar ortaya çıkardıkları üreyi geri dönüşümle tekrar amino aside çevirerek bunları yeni proteinler sentezlemek amacıyla kullanabilmektedirler.

Bu fizyolojik olayda beyin hücrelerinin dış ortamla ilişkileri kesildiğinden tüm organlar tam bir dinlenme fazına girerler. Bunun sonucunda solunum yavaşlar, kan basıncı düşer, kalp atışları azalır, bazal metabolizma ve vücut sıcaklığı düşer. Uyku ve kış uykusundaki metabolik değişiklikler; solunumda yavaşlama, hücreler arası kan asitlik derecesinin artması, dokulara giden oksijenin azalması, vücut sıcaklığının düşmesi, enerji depolamanın düşmesi ve hacim değişiklikleri olarak sıralanabilir.