피부의 체온은 몇 분만에 40도가 넘도록 높아지지만, 땀이 나기 시작하면(대체로 3분 내지 5분 이내에) 이러한 체온은 내려가고 서서히 다시 올라가기 시작한다. 20분 동안 물에 몸을 담그고 나면 피부의 체온은 약 40도가 된다. 신체의 더 깊은 부위의 체온은 훨씬 더 적게 올라간다. 20분 동안 사우나를 한 후 직장(直腸)과 식도의 체온은 37.5-38도 정도이다.

높아진 체온은 피부 모세관을 팽창시키며 충분한 혈압을 유지하기 위해 심박출량이 2-3배 증가한다. 보통 피부의 혈류는 심박출량의 5-10%이지만, 사우나 중에는 50-70%까지 증가할 수 있다. 이에 따라, 내부 장기와 근육의 혈류는 감소한다. 혈압의 변화는 크지 않다. 수축기 혈압과 이완기 혈압이 약간 떨어지는 일은 자주 발생한다. 특히 심한 찬물 샤워나 찬물 목욕 시에는 혈압이 급속이 높아진다. 사우나 시 심장 부하의 증가는 매우 빠른 걸음으로 걸을 때에 보이는 증세와 비슷하다.

사우나 목욕 시의 평균적인 체액 손실은 약 0.5kg인데, 이는 1퍼센트 이하의 체중 감소에 해당한다. 땀은 혈액보다 염분을 더 적게 함유하고 있다. 이에 따라 일부 연구에서는 사우나로 인해 혈류 속의 나트륨과 칼륨이 소량 증가하는 것으로 밝혀졌지만, 모든 연구에서 이 점이 밝혀진 것은 아니다. 헤모글로빈의 농도가 약간 높아질 수도 있다. 종합적으로 생각해볼 때, 보통의 사우나 목욕 시에 발생하는 체액 손실은 비교적 소량이며, 이러한 손실량은 물을 두 컵 가량 마시면 쉽게 보충될 수 있다. 사우나는 혈액 응고에 심한 변화를 일으키지는 않는다.

사우나는 여러 면에서 내분비계에 영향을 미친다. 대부분의 연구에 따르면 사우나는 노르아드레날린(부신수질 호르몬)과 프롤락틴(뇌하수체 전엽의 성호르몬), 성장 호르몬과 심장 나트륨이뇨 펩티드의 생성을 돕고, 레닌(고혈압의 원인이 되는 신장내의 단백질 분해효소)-앤지오텐신(혈액중에 만들어지는 혈압상승물질)-알도스테론(부신피질 호르몬) 계통을 활성화시킨다. ACTH와 코르티솔에 관한 연구결과는 서로 일치하지 않으며, 아드레날린이나 FSH, LH, 테스토스토론(남성호르몬의 일종), 갑상선 호르몬에서는 아무런 변화도 일어나자 않는 것 같다. 사우나 시에 보이는 호르몬의 변화는 다른 신체적 긴장 상황에서 보이는 변화들과 비슷하다.

그동안 의문의 여지가 큰 일부 역학 자료들이 사우나와 폐암의 상관성을 암시하는 것으로 해석되었다. 목재를 태웠을 때 결과적으로 사전에 가열된 사우나의 공기에 발암물질들이 섞여 있을 수도 있다. 이러한 문제를 밝히기 위해, 4475명의 핀란드 남성을 15년 동안 연구했으나, 사우나가 폐암을 일으킬 위험성은 발견되지 않았다. 사우나 목욕 시간은 비교적 짧기 때문에, 발암물질들에 노출될 가능성도 낮다. 이론상으로도 전기로 가열된 사우나 실에서 폐암이 증가할 위험은 있을 수 없다.

그동안 사우나 시에 심장혈관계의 부하량이 증가하여 갑작스런 죽음을 유발하는지의 의문이 제기되었으나, 이 문제에 관한 어떠한 연구 결과도 과도한 위험성을 드러내지는 않았다. 그와 반대로, 사우나 목욕 시에 사망할 통계적 위험성은 사우나실 외부에서 사망할 위험성보다 더 낮은 것 같다. 이러한 예기치 못한 결과가 나오는 이유는 심각한 질병에 걸린 사람들은 사우나 목욕을 하러 가지 않기 때문인 것이 분명하다.

사우나를 즐기는 많은 친구들은 정기적인 사우나 목욕이 보통의 감기를 예방한다고 확신한다. 이를 증명하는 한 가지 연구 결과도 있는데, 6개월 동안 일주일에 두 번씩 목욕을 하면 보통 감기의 발병률이 30% 감소한다고 한다. 이러한 연구 결과는 중요하다. 하지만 최종적인 결론을 내리기 전에 다른 연구 결과가 나와서 이 결과를 확증해야 할 것이며, 우리는 사우나가 보통의 감기를 예방하는 구조에 대한 근거를 찾아내야 할 것이다.