추위는 피부를 차게 하기 때문에 피부의 혈관을 수축시켜 사지에 순환하는 혈류의 양을 감소시킨다. 이런 현상은 머리부분만 제외하고 신체 전반에 걸쳐 일어난다. 머리 부분에는 혈액공급이 줄어들지 않으며 이 때문에 추운날 머리 부분을 노출시키면 많은 열을 잃게 된다. 외부 온도가 떨어질수록 더 많은 혈액이 뇌, 간, 신장 등의 중요 기관의 온도를 적절히 유지하기 위해서 내부로(피부혈관 수축을 통하여) 유입된다. 이 때문에 복사를 통하여 쉽게 열을 잃는 사지에서는 체온이 더욱 낮아진다. 동상이 발가락, 손가락, 귀에 나타나는 것은 이런 사실로 설명된다.

1) 심혈관계 : 추위로 인해 피부혈관이 수축하면 사지에 순환하는 혈류량을 감소시켜 중심혈액양이 증가하여 이뇨작용이 증가한다. 운동중의 호흡 및 발한으로 인한 수분손실의 증가와 맞물려 총 순환 혈액양의 감소로 이어질수 있다. 재가온시 말초혈관이 확장하면 수액은 말초로 이동하게 되어 중심순환은 더 감소하게 된다. 차가와진 심근으로 인한 기능저하와 합병되어 순환허탈(circulatory collaps)이 발생할수 있다.

2) 호흡기계 : 과호흡이 발생하여 호흡을 통해 열과 수분을 잃게되고 이는 탈수와 기관지 경련에 일조할수 있다. 그러나 상기도의 효과적인 가온, 가습 기전으로 폐의 직접손상은 없다.

3) 근육, 신경계 : 신경전도의 지연으로 무감각, 협응장애가 발생한다. 이는 심부온도가 정상으로 돌아온후 수 시간 또는 수일까지 지속될 수 있다. 근육은 차게하면 약해진다. 근육의 유연성 및 근력의 감소로 근육 파열의 위험을 증가시킬수 있다. 과도한 오한이 수의근의 조절을 방해하고 피로를 누적시킨다.

4) 대사반응 : 추위에 노출되면 피부의 혈관수축과 떨림이 일어난다. 떨림은 대사작용을 50%나 증가시킬수 있으며 그로 인해서 신체에 열을 공급한다. 반면에 격렬한 운동은 대사작용을 700%나 증가시킬수 있으며 그중 75%가 신체를 따뜻하게 하는데 사용한다.