高烧本身不会直接损伤大脑，但持续超高热（如＞41℃）或高热伴感染性脑病、惊厥时，可能引发脑损伤，表现为意识障碍、认知异常、运动功能障碍等。
意识障碍：持续高热（尤其是婴幼儿＞40℃）可能导致嗜睡、昏睡甚至昏迷，这是因高热影响中枢神经递质传递。若高热伴意识模糊、呼之不应，需警惕脑缺氧或代谢紊乱，及时降温并就医。
认知功能异常：高热时脑代谢率骤增，若超过12小时未控制（如中暑高热），可能造成神经元不可逆损伤，表现为记忆力减退、定向力障碍（如不认人、迷路）、计算力下降。研究显示，持续高热惊厥超30分钟者，认知损伤风险升高。
运动功能障碍：高热易诱发癫痫发作，表现为肢体强直-阵挛抽搐、牙关紧闭、口吐白沫；或因脑水肿压迫神经，出现单侧肢体无力、面瘫、吞咽困难。抽搐超过5分钟需紧急止惊，避免脑缺氧加重。
精神行为异常：高热可能引发谵妄状态，表现为烦躁、幻觉（如看到不存在的人/物）、言语混乱、攻击行为。清醒后部分患者残留短暂精神症状，需与精神疾病鉴别，排查感染性病因。
特殊人群表现：婴幼儿因神经系统发育未成熟，高热易突发惊厥（体温骤升时），但多数预后良好；老年人或慢性病患者（如高血压、糖尿病）高热时，脑血流调节能力差，更易出现意识障碍或原有脑损伤恶化；免疫低下者（如HIV、肿瘤患者）感染高热，可能进展为败血症性脑病，需早期干预。
（注：若出现上述表现，需立即物理降温并就医，切勿自行用药。）
