Powyżej strefy komfortu cieplnego, w zakresie pola wysokiej temperatury powietrza i promieniowania (PMV > +2), rozciąga się środowisko gorące, dla którego równanie bilansu cieplnego ma wartość dodatnią. Warunki te będą dalej określane jako środowisko gorące, warunki stresu/obciążenia cieplnego lub, biorąc pod uwagę obciążenie ustroju w tych warunkach, dyskomfort gorący ogólny.

Poza podwyższoną temperaturą otoczenia istnieją też inne przyczyny powstania stresu cieplnego. Przykładowo, brak równowagi bilansu cieplnego może być wywołany zwiększeniem metabolicznej produkcji ciepła lub zwiększeniem wilgotności powietrza i zmianą prędkości ruchu powietrza, gdy jego temperatura jest wyższa od średniej ważonej temperatury skóry.

Równowaga cieplna w środowisku gorącym zależy od zdolności do rozpraszania zarówno ciepła wynikającego z przemian metabolicznych, jak i ciepła pobranego ze środowiska. Rozpraszanie ciepła metabolicznego wymaga przepływu krwi z wnętrza organizmu do skóry, której temperatura jest niższa od temperatury wewnętrznej. Z powierzchni skóry ciepło oddawane jest drogą konwekcji i promieniowania. Gdy temperatura otoczenia zwiększa się powyżej 28-32 ^oC lub wówczas, gdy podwyższa się temperatura wewnętrzna organizmu i uruchamiany jest mechanizm pocenia. Jego efektywność jest ograniczana przez maksymalne tempo wydzielania potu i zdolność środowiska do pochłaniania pary wodnej.

Jeżeli w środowisku gorącym wykonywana jest praca, wówczas krew płynąca z serca musi dotrzeć do pracujących mięśni oraz na powierzchnię ciała w celu oddania nadmiaru ciepła. Jeśli wykonywana jest ciężka praca wówczas łatwo może dojść do przegrzania organizmu.

Zdarza się, że organizm podporządkowany prawu zachowania stałej temperatury wewnętrznej ciała nie może sprostać dodatkowym obciążeniom pracy i środowiska. Działanie środowiska cieplnego należy więc ściśle wiązać z dopuszczalnym czasem wykonywania pracy.

Obecnie, na podstawie aktualnego stanu wiedzy możemy ocenić nie tylko wielkość obciążenia termicznego i jego najwyższą wartość dopuszczalną (NDN), lecz również wyznaczyć czas dopuszczalnej ekspozycji, określić ryzyko oraz podać warunki i wymagany czas odnowy biologicznej organizmu.