폭염에는 여러 가지 정의가 있다:
IPCC는 폭염을 "비정상적으로 더운 날씨가 2일부터 몇 달까지 지속되는 기간으로, 종종 상대적인 기온 임계값을 기준으로 정의된다"고 정의한다
열파 지속 시간 지수(Heat Wave Duration Index)에 기반한 정의에 따르면, 폭염은 5일 이상 연속으로 일 최고 기온이 평균 최고 기온보다 5 °C (9 °F) 초과할 때 발생하며, 정상 기간은 1961-1990년이다.동일한 정의가 세계기상기구에서도 사용된다.
기상학 용어집(Glossary of Meteorology)의 정의는 다음과 같다:"비정상적으로 불편하게 덥고 대개 습한 날씨의 기간."
해양 폭염은 일반적으로 특정 지역에서 비정상적으로 따뜻한 해수면 온도가 장기간 지속되는 것으로 묘사된다. 현재 가장 일반적으로 받아들여지는 정의는 홉데이(Hobday) 외 공동 연구진이 제안한 것으로 기온에 대한 백분위수 값을 사용하는 알고리즘을 참조하며, 특정 날짜의 90번째 백분위수로 설정된 임계값을 정의하여 이 임계값을 초과할 때 해양 폭염이 발생하고 있다고 말할 수 있다. 이 정의는 전 세계 어디에서나 획득한 기온 데이터에 사용할 수 있어 다른 관측값 및 위도 간의 비교를 가능하게 한다.