عندما تُرسل مستشعرات داخلية إشارات إلى الدماغ بأن الجسم يسخن، فإنّ الغدّة النخامية (hypothalamus)، وهي جزء صغير في قاعدة الدماغ مسؤولة عن العديد من الوظائف مثل إفراز الهرمونات وتنظيم درجة حرارة الجسم، تُرسل إشارات تمدد الأوعية الدموية القريبة من الجلد، مما يؤدّي إلى زيادة انتشار الدم في تلك المنطقة وفقدان الحرارة. يتواصل جزء آخر من الدماغ، النخاع المستطيل (medulla oblongata)، مع القلب لزيادة معدّله وكمية الدم التي يتم ضخها في كل نبضة. أثناء موجة الحر، يؤدّي زيادة تركيز الدم (haemoconcentration)، أي زيادة تركيز خلايا الدم الحمراء في الدم المنتشر، الناتج عن التعرق إلى زيادة عبء العمل القلبي، والجفاف، ونفاد الملح، ولزوجة الدم وخطر تجلط الدم  (thrombosis)، ويُعتبر الأخير السبب الأكثر شيوعًا لاضطرابات القلب والأوعية الدموية.

يؤدّي فقدان السوائل والأملاح مع انخفاض ضغط الدم إلى تقلصات عضلية وصداع وإرهاق، بالإضافة إلى دوخة وارتباك وغثيان يمكن أن يؤدي إلى الإغماء. يُعتبر الشخص الذي يعاني من واحد أو أكثر من هذه الأعراض أثناء موجة الحر مُصابًا بالإنهاك الحراري. إذا لم يتم تخفيض درجة حرارته في غضون 30 دقيقة، فيجب طلب المساعدة الطبية المتخصصة. في حين أن الأشخاص في كامل صحّتهم يمكن أن يتأقلموا بسهولة مع ارتفاع درجة الحرارة، يصعب على الأشخاص فوق 65 عامًا، أو أولئك الذين يعانون من أمراض مزمنة مثل مرض السكري، التعامل مع إجهاد الحرارة على الجسم. على سبيل المثال، يمكن لمضاعفات مرض السكري (النوع 1 و 2) أن تجعل المرضى يفقدون الماء بسرعة أكبر، وتُغيّرعمل الأوعية الدموية ونسب التعرق.