Eine Hitzewelle, die vom National Weather Service als drei oder mehr aufeinanderfolgende Tage definiert wird, an denen die Temperatur mindestens 90 F erreicht, tritt normalerweise auf, wenn sich ein Hochdruckluftkamm über eine große Fläche aufbläst. Die Wahrscheinlichkeit von Hitzewellen ist aufgrund der globalen Erwärmung gestiegen.
Wenn ein Hochdruckkamm auftritt, bläst sich die Atmosphäre sowohl im unteren als auch im oberen Bereich auf. Diese Inflation verhindert, dass andere Wettersysteme in das Gebiet eindringen, und hält den Himmel frei von Wolken. Die Kompressionswirkung wärmt und trocknet die aus der oberen Atmosphäre herabsinkende Luft, und der ungetrübte Sonnenschein sorgt dafür, dass die warme Luftmasse ihr Wärmeniveau behält. Durch fehlende Winde in der oberen Atmosphäre kann es lange dauern, bis sich die Hitzewelle auflöst.
Eine Studie der National Oceanic and Atmospheric Administration aus dem Jahr 2011 führt eine starke Zunahme der Wahrscheinlichkeit von Hitzewellen auf die Auswirkungen der globalen Erwärmung zurück. Die schwere Hitzewelle, die Texas im Jahr 2011 traf, wurde laut NOAA durch die globale Erwärmung wahrscheinlicher. Während Forscher in Oregon und Großbritannien, die an dem Bericht mitgewirkt haben, die Hitzewelle auf das als La Nina bekannte natürliche Wettermuster zurückführen, entdeckten sie auch, dass die globale Erwärmung diese Hitzewelle 20-mal wahrscheinlicher machte.
