小兒熱性驚厥發生的病理生理基礎可以是癲癇性發作，也可以是非癇性發作。前者為各種原因所致腦細胞功能紊亂， 大腦神經元興奮性過高,神經元突然大量異常超同步放電，通過神經下傳引起骨骼肌的運動性發作。后者可以是腦干、脊髓、神經肌肉接頭和肌肉本身的興奮性增高所致，如體內電解質改變（如鉀、鈉升高或鈣、鎂等降低）；也可是情緒改變所致如癔癥。

熱性驚厥的癥狀表現為陣發性四肢和面部肌肉抽動，多伴有兩側眼球上翻、凝視或斜視，神志不清。有時伴有口吐白沫或嘴角牽動，呼吸暫停，面色青紫，發作時間多在3～5分鐘之內，有時反復發作，甚至呈持續狀態。

一般短暫的抽搐幾乎對大腦沒有明顯影響，但長程抽搐尤其是癲癇持續狀態則可能導致永久神經系統損害，因而一旦發生熱性驚厥，寶爸寶媽們必須第一時間帶患兒到醫院就診，以免情況惡化。