Les homéothermes (les mammifères et les oiseaux) sont capables de maintenir constante la température de leurs tissus profonds, dont l'ensemble est appelé noyau central. Ils peuvent survivre ainsi malgré d'importantes variations de la température ambiante. Cependant, lorsque les possibilités de la thermorégulation sont dépassées, des lésions cellulaires aboutissant à la mort apparaissent. La marge de variation de la température centrale est plus étroite vers l'hyperthermie que vers l'hypothermie : dans la plupart des espèces domestiques, elle est d'environ 5 °C au-dessus de la température normale, contre 15 °C en dessous pour l'hypothermie.

Lors d'hyperthermie, la sévérité des symptômes dépend de l'ampleur de l'augmentation de température, mais surtout de la durée de l'exposition. Pour une exposition modérée, les efforts de thermorégulation fournis par l'organisme sont à l'origine d'un inconfort, d'une atteinte au bien-étre ; on parle de «stress thermique ». Lorsque l'hyperthermie s'installe, les premiers symptômes apparaissent : c'est le «coup de chaleur » pouvant aboutir à un « choc thermique », et évoluant rapidement vers la mort.