高体温状态持续过久，就会造成实质性脏器的血液灌流不足，进而引发肠道及肝脏的缺氧性伤害。狗狗中暑导致的这些异常，会使得脏器的血管扩张及造成低血压，进而使高体温更加恶化。 

动脉血栓及心脏肌肉组织的直接热损伤，会对心肌造成损伤，进而降低心脏收缩力，引发心律不齐。高体温对血管内皮细胞血小板的损伤，及细胞因子的释放，会导致血管内弥漫性凝血。