临床上最常见的中暑类型是热射病，典型的临床表现为高热，体温会达到41℃以上，病人会有无汗、意识障碍，经常是在高温环境中工作了数小时或者老年、体弱、慢性病患者在连续数天高温以后发生中暑。
先期的症状是全身软弱乏力、头晕、头痛、恶心、出汗减少，进而体温会迅速上升，出现嗜睡、胡言乱语、昏迷，皮肤会干燥、灼热、无汗，呈现潮红色或者苍白，周围循环衰竭时呈紫绀，脉搏快、脉压差会增宽、血压偏低，可以有心律失常，表现为呼吸浅快。
后期病人会表现为潮式呼吸，四肢和全身的肌肉抽搐、瞳孔缩小，后期会瞳孔放大，对光反应消失或者迟钝，严重的患者会出现休克、心力衰竭、肺水肿、脑水肿或者肝、肾功能的衰竭，播散性血管内凝血。
实验室检查会有白细胞计数的升高以及中性粒细胞比例增多，尿中会出现尿蛋白、血尿素氮升高、谷草或谷丙转氨酶升高，以及乳酸脱氢酶升高、血pH值降低以及血钠、血钾降低，心电图会提示有心律失常以及心肌的损害。