Bei einem Hitzschlag kommt es durch fehlende Wärmeabgabe in heisser Umgebung zu einer Überhitzung des Körpers über 40 °C. Die stark erhöhte Körpertemperatur kann zu geröteter und trockener Haut führen, typischerweise sichtbar an einem roten Gesicht. Der Patient kann Symptome einer Kreislaufschwäche zeigen (tiefer Blutdruck und schneller Puls).
Bei einem ausgeprägten Hitzschlag besteht die Gefahr, dass Wasser im Gehirn eingelagert wird (Hirnödem). Die Patienten klagen über Kopfschmerzen, Übelkeit und Erbrechen. Auch Bewusstlosigkeit ist möglich.