热射病主要表现为高热、意识障碍及多器官功能损害。典型症状按严重程度可分为早期表现、进展期和终末期三个阶段。
早期表现以体温急剧升高为主，核心体温常超过40℃，伴有皮肤灼热干燥无汗。患者可能出现头痛、眩晕、恶心呕吐等前驱症状，部分人会出现心率增快、呼吸急促等代偿反应。此时若未及时干预，可能迅速发展为谵妄或嗜睡。
进展期特征为中枢神经系统功能障碍，表现为定向力丧失、烦躁不安或昏迷。患者常合并横纹肌溶解，出现酱油色尿肌红蛋白尿，实验室检查可见转氨酶升高、凝血功能异常。部分病例会发生急性肾损伤，表现为少尿或无尿。
终末期以多器官衰竭为标志，包括肝衰竭、弥漫性血管内凝血DIC和急性呼吸窘迫综合征ARDS。此时患者可能出现癫痫发作、瞳孔散大固定等危象，病死率显著增高。少数存活者可能遗留永久性神经系统后遗症。
非典型表现需特别注意：老年患者可能缺乏典型高热症状，而表现为行为异常或跌倒；服用抗胆碱能药物者可能出现无汗症；慢性病患者易发生病情急剧恶化。出现上述任何症状均需立即就医。
