升高的体温可能增加发育过程中大脑神经元的兴奋性。发热可能提高神经元兴奋性细胞因子，以及由于发热产生的高通气导致了可能诱发惊厥的呼吸性碱中毒。
过去认为，高体温导致代偿性高通气，使大脑轻度碱中毒，导致中枢神经系统兴奋性增强，随后产生惊厥。但是这个理论，不能解释为何某些儿童易于产生FS。目前，发现FS有遗传易感性。由于遗传易感性导致神经发育的脆弱，改变了Na+通道的表达，下丘脑功能障碍与皮质和海马的兴奋性有关。
