A、体温调节的主要中枢在下丘脑，A正确；B、人处在寒冷环境中，甲状腺激素和肾上腺激素分泌增加，促进物质代谢与能量转换，B正确；C、甲状腺激素对下丘脑和垂体存在负反馈调节，C错误；D、寒冷刺激使下丘脑分泌激素增加的结构基础是反射弧（冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→效应器，如腺体分泌增加）．D正确．故选：C．
