中暑的诊断可根据在高温环境中劳动和生活时出现体温升高、肌肉痉挛和(或)晕厥，并应排除其他疾病后方可诊断。与热射病特别需要鉴别的疾病有脑炎、有机磷农药中毒、中毒性肺炎、菌痢、疟疾;热衰竭应与消化道出血或宫外孕、低血糖等鉴别;热痉挛伴腹痛应与各种急腹症鉴别。
根据我国《职业性中暑诊断标准》(GB11508-89)，可将中暑分为以下三级：
1.先兆中暑是患者在高温环境中劳动一定时间后，出现头昏、头痛、口渴、多汗、全身疲乏、心悸、注意力不集中、动作不协调等症状、体温正常或略有升高。
2.轻症中暑，除有先兆中暑的症状外，出现面色 潮红、大量出汗、脉搏快速等表现，体温升高至38.5℃以上。
3.重症中暑，包括热射病、热痉挛和热衰竭三型。
热射病的典型临床表现为高热(41℃以上)、无汗和意识障碍。常在高温环境中工作数小时或老年、体弱、慢性病患者在连续数天高温后发生中暑。先驱症状有全身软弱、乏力、头昏、头痛、恶心、出汗减少。继而体温迅速上升，出现嗜睡、谵妄或昏迷。皮肤干燥、灼热、无汗，呈潮红或苍白;周围循环衰竭时呈紫绀。脉搏快，脉压增宽，血压偏低，可有心律失常。呼吸快而浅，后期呈陈-施氏呼吸。四肢和全身肌肉可有抽搐。瞳孔缩小，后期扩大，对光反应迟钝或消失。严重患者出现休克、心力衰竭、肺水肿、脑水肿，或肝、肾功能衰竭、弥散性血管内凝血。实验室检查有白细胞总数和中性粒细胞比例增多，尿蛋白和管型出现，血尿素氮、谷丙和谷草转氨酶、乳酸脱氢酶、肌酸磷酸激酶和红细胞超氧化物岐化酶(superoxide dismutase，SOD)增高，血pH降低，血钠、钾降低。心电图有心律失常和心肌损害表现。
热痉挛常发生在高温环境中强体力劳动后。患者常先有大量出汗，然后四肢肌肉、腹壁肌肉，甚至胃肠道平滑肌发生阵发性痉挛和疼痛。实验室检查有血钠和氯化物降低，尿肌酸增高。
热衰竭常发生在患者对热不适应，体内常无过量热蓄积。患者先有头痛、头晕、恶心，继有口渴、胸闷、脸色苍白、冷汗淋漓、脉搏细弱或缓慢、血压偏低。可有晕厥，并有手、足抽搐。重者出现周围循环衰竭。实验室检查有低钠和低钾。
热射病、热痉挛和热衰竭的主要发病机制和临床表现虽有所不一，但在临床上可有二种或三种同时并存，不能截然区别。
晚近证明在高温下从事体力劳动，在临床未出现中暑症状前，一组反映机体受应激的血清急相反应蛋白(acute phase response proteins)--α-酸性糖蛋白、触珠蛋白、铜兰蛋白和α-抗胰蛋白已有升高，提示机体已受热影响。
