A mudança de temperatura da orelha média para valores acima da temperatura corporal produzirá um movimento da endolinfa com tendência a subir, gerando uma corrente endolinfática do canal em direção a ampola, denominada corrente ampulípeta. Quando a temperatura de estimulação for mais baixa do que a corporal, ocorrerá o oposto, gerando uma corrente da ampola em direção ao canal, denominada corrente ampulífuga. A ação dessas correntes de convecção sobre a crista ampular altera o potencial de ação desse receptor sensorial, causando estimulação ou inibição para as correntes ampulípeta e ampulífuga, respectivamente. O estímulo dá inicio ao reflexo vestíbulo ocular (RVO), um arco reflexo simples do núcleo vestibular aos núcleos oculomotores, gerando o nistagmo vestibular. A resposta nistagmográfica é avaliada, sendo comparada com a de um padrão de normalidade. A prova calórica não avalia a função do sáculo, do utrículo e dos canais verticais.