发热可使中枢神经系统的兴奋性增高，当体温上升至40℃～41℃时，病人可出现烦躁不安，胡言乱语、幻觉，甚至抽搐。这种情况在小儿尤为多见，这是因为小儿的神经系统还没有发育成熟，抑制过程薄弱，兴奋过程占相对优势，兴奋易于扩散。所以发热时小儿易出现抽搐，我们称它为“热性惊厥”。
缺钙的小儿因为神经肌肉的兴奋性较高，发热时更容易出现“热性惊厥”。身体虚弱或在某些感染性疾病、重症衰竭的高热病人，中枢神经系统处于抑制状态，表现出淡漠、无欲、嗜睡，甚至昏迷等症状。
植物神经系统在体温上升期和高热持续期，表现为交感神经兴奋性增高，而体温下降期则表现为迷走神经兴奋性增高的症状。