热射病典型临床表现包括核心体温升高（超40℃，不同人群有差异）、中枢神经系统症状（意识障碍、惊厥）及其他系统表现（循环系统心动过速、血压变化；呼吸系统呼吸急促等；消化系统恶心呕吐等；泌尿系统尿量减少等）。
核心体温升高
热射病患者核心体温往往会显著升高，一般可超过40℃。这是因为机体在高温环境下，散热机制失调，产热大于散热，导致体温急剧上升。例如，有研究表明，热射病患者入院时核心体温多数在40℃-42℃之间，且体温越高，对机体各器官的损害往往越严重。不同年龄人群对高温的耐受和体温升高的表现可能略有差异，儿童由于体温调节中枢发育尚未完善，核心体温升高可能更为迅速和明显；而老年人由于基础代谢率较低，体温升高可能相对不那么显著，但一旦发生热射病，病情进展可能更为凶险。
中枢神经系统症状
意识障碍：患者可出现不同程度的意识障碍，如嗜睡、谵妄、昏迷等。这是由于高温影响了中枢神经系统的正常功能，导致神经细胞受损和脑功能紊乱。例如，部分热射病患者会出现从烦躁不安逐渐发展为昏迷的过程。不同性别在意识障碍的表现上可能无明显特异性差异，但不同生活方式的人群可能有不同的易感性，长期缺乏运动、处于高温环境工作或生活的人群，发生热射病时意识障碍可能出现得更早。对于有基础神经系统疾病病史的人群，热射病导致的中枢神经系统症状可能更为复杂和严重，需要特别关注。
惊厥：部分热射病患者会出现惊厥症状，表现为肌肉抽搐、痉挛等。这是由于高温引起神经细胞异常放电所致。
其他系统表现
循环系统：患者可出现心动过速，血压早期可能升高，随后逐渐下降。这是因为高温导致外周血管扩张，血液重新分布，同时心脏需要加快跳动来维持血液循环，但随着病情进展，心脏功能可能受到影响，血压下降。对于老年人，本身心血管系统功能有所减退，热射病时循环系统的改变可能更加明显，更容易出现休克等严重循环衰竭的表现。
呼吸系统：可能出现呼吸急促、呼吸窘迫等表现，严重时可发展为急性呼吸窘迫综合征（ARDS）。这是由于高温引起肺部组织损伤和炎症反应。不同生活方式中，长期吸烟的人群肺部基础功能较差，热射病时呼吸系统受累可能更为严重。
消化系统：可出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状，严重者可能出现肝肾功能损伤，表现为转氨酶升高、胆红素升高、肌酐升高等。这是因为高温导致全身代谢紊乱，影响了消化系统和肝肾等器官的正常功能。对于有基础肝肾功能疾病病史的人群，热射病时消化系统和肝肾的损伤可能更为突出，需要加强监测和保护。
泌尿系统：可能出现尿量减少、无尿等表现，提示肾功能受损。这与高温导致肾脏血流灌注不足、肾小管损伤等有关。
