Az emelkedő hőmérsékletek és a hozzá kapcsolódó légköri változások megváltoztathatják egyes betegségek földrajzi eloszlását, míg mások tüneteit súlyosbíthatják. A tartós hőség például a szervezet kiszáradásához vezethet, ami nehézlégzést, valamint veseelégtelenséget, ezáltal vesekő kialakulását okozhatja.
Egy amerikai tanulmány szerint az 1970-es évek vége óta egyenletes növekedés mutatható ki a hőhullámok tekintetében. A legsúlyosabb hőhullámra 1995 júliusában került sor Chicagóban, amikor 41 fok fölé kúszott a hőmérő higanyszála. Néhány nap alatt több mint hatszázan vesztették életüket. Azonban európai példa is említhető: 2003 nyarán hetekig tartó, tikkasztó, 35, 40 fokos hőség uralta Európa nagy részét, ami az erdőtüzek és aszályok mellett több tízezrek életét követelte többek közt Franciaországban, Németországban, Spanyolországban és Olaszországban.
A 2003-as európai hőhullám. A térkép a 2001 és 2003 júliusában nappali maximum hőmérsékletek eltérését mutatja. Jól látható, hogy Franciaország déli és keleti részein 2003 nyarán 10 fokkal mértek magasabb értékeket, mint két évvel korábban. De Európa számos részén is több fokos pozitív eltérés volt a jellemző.
Mindeddig nincsenek egyértelmű válaszok arra, hogy a magasabb hőmérsékletek pontosan hogyan fogják befolyásolni az egészségünket. Az azonban számos egészségügyi szervezet szerint kétségtelen, hogy a felmelegedés szervezetre gyakorolt hatása jelentős és világméretű lesz.
Feltételezések szerint a klímaváltozás legsúlyosabb mellékhatásai a következők lehetnek. A magasabb hőmérsékletek hatására a szervezet nehezebben tudja hűteni magát, ami kimerültséghez, súlyos esetben hőgutához és stroke-hoz vezet, ami különösen a szívbetegeket veszélyezteti. A hőség a levegő minőségét is befolyásolja, hiszen a forró, mozdulatlan levegőben átkeverő légmozgások hiányában a szennyezőanyagok feldúsulnak, ami gyakoribb szmog helyzet kialakulást eredményezi. Ez utóbbi pedig elsősorban a légzési nehézségekben és asztmában szenvedőket terheli.
A CO2 nagyobb koncentrációja feltehetően a pollenek számának jelentős növekedésével is együtt jár, miközben a magasabb páratartalom a gombák elszaporodásának kedvezhet. Mindkét folyamat újabb veszélyeket hordoz az asztmásokra és allergiában szenvedőkre nézve.
A melegebb éghajlat kedvez a betegségek terjedésének is. A malária, a nyugat-nílusi vírus, a Dengue-láz vagy a Lyme-kór korábban nem látott helyeken ütheti fel a fejét a szúnyogok és kullancsok életterének kibővülésével. Szintén megszaporodhatnak az élelmiszerek és víz révén terjedő megbetegedések.
A felmelegedésnek kevés pozitív hatása is lehet. Így például enyhülnek a telek, ami csökkentheti a kihűléses elhalálozások számát. Szakértők szerint azonban ez a csökkenés kevésbé lesz jelentős, mint a gyakoribb hőhullámok miatti növekedés.