Ein Sonnenstich entsteht, wenn die Hirnhäute in Kopf und Halswirbelsäule durch intensive, längere Sonneneinstrahlung überhitzt und dadurch gereizt werden. Diese Irritation löst Entzündungsreaktionen im gesamten Körper aus, die zu den typischen Symptomen führt. Dabei sind es nicht die UV-Strahlen an sich, die die Hirnhautreizung auslösen, sondern die hohen Temperaturen durch die langwelligen Wärmestrahlen, die der Körper nicht mehr verarbeiten kann.
Eine erhöhte Gefahr für einen Sonnenstich besteht, wenn die Sonne Betroffenen ungehindert auf den Hinterkopf scheint – riskant ist daher etwa ein Nickerchen auf dem Bauch in der Mittagssonne, aber auch eine längere Wanderung, körperliche Arbeit im Freien oder eine Fahrt im Cabrio ohne Kopfbedeckung.