當小孩出現抽搐發作時多表現出驚厥大發作，通常出現意識喪失，同時雙眼凝視、雙眼上翻，同時伴有口唇青紫、口吐白沫。小孩的四肢強直或者震顫，部分小孩可能會伴有尿便失禁。通常發熱驚厥持續的時間可以由數秒鐘到數分鐘不等，多數抽搐時間不會超過5分鐘，1次發熱多數小孩只抽搐1次。如果小孩頻繁抽搐或者抽搐中間意識不清，可能並非單純熱驚厥，可能會伴有其它的中樞神經系統異常。

通常小孩發燒出現驚厥多半在6歲之內，6歲之內中樞神經系統未完全發育成熟，大腦皮層興奮性較高。當小孩發熱時容易出現大腦皮層異常放電，從而導致小孩出現抽搐。抽搐發作是在體溫上升階段，或者在最初發燒的24小時之內，容易出現抽搐發作。