中暑對動物造成的傷害可分成三個部分來進行探討，分別是血液灌流量不足對各個器官造成的傷害、腸毒素進入血液循環引起的全身性炎症反應以及瀰漫性血管內凝血。

#灌流量(perfusion)：灌流量指的是血液透過血管到達各個組織或器官的量，太高或太低都會造成組織的傷害。在中暑的情況下，身體會將血液大量分佈至皮膚血管以增加散熱，因此組織的灌流量會減少。當到達組織的血量下降時，細胞極有可能發生缺氧現象，細胞最終會死亡，尤其在腦部、肝臟及臟腎這些掌管重要生理機能的器官更是容易受到傷害。

#全身性炎症反應：承上述機制，腸道細胞缺血情況下，上皮黏膜通透性會上升，腸道中的內毒素(endotoxin)會在此刻進入到血液循環中，接著啟動身體一連串的免疫反應。此外，熱能亦會引起器官分泌熱休克蛋白(heat shock proteins,HSPs)，此蛋白會媒介各種免疫反應而引起全身性炎症反應症侯群(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)，如發燒、瀰漫性血管內凝血、橫紋肌溶解及其他因熱造成的組織傷害，而全身性的炎症反應最終會導致多重器官衰竭。

#瀰漫性血管內凝血(disseminated intravascular coagulation, DIC)：DIC是一種中暑後常見的現象，亦可在敗血症或創傷等病例中發現。在正常生理情況下體內有一套凝血機制來防止過多的失血情況，這是一套複雜且有多種因子參與的路徑。在中暑的病患及病畜體內，熱不僅使得血管內皮損傷，導致出血時間延長，同時也促使血小板聚集因而凝血，原來的凝血機制失控，造成身體嚴重受損。

中暑帶來的傷害非常多且都不容小覻，以上僅約略分成三個部份進行探討，其他尚有許多程度不等的傷害都是危及生命的因素，我們不得不防患於未然。