Les vagues de chaleur se traduisent par des températures significativement plus élevées en milieu urbain que dans la campagne environnante. Au sein même des villes, ce phénomène d’îlot de chaleur affecte différemment les quartiers selon la densité et la qualité des bâtiments, selon la végétation et selon les niveaux d’activité humaine. À Paris, Bordeaux, Lille et Nantes, ce sont à la fois les ménages les plus aisés et les plus modestes qui sont les plus exposés, car ils habitent dans les centres-villes. À Lyon, Marseille, Montpellier, Nice et Strasbourg, les ménages modestes sont les plus exposés au phénomène d’îlot de chaleur urbain et les ménages aisés sont les moins exposés, car ils habitent dans des quartiers périphériques moins denses, plus verts et aux constructions récentes. De façon générale, les ménages pauvres avec au moins une personne particulièrement jeune ou âgée sont exposés à des températures en moyenne légèrement plus élevées que les autres ménages. Ces ménages sont plus vulnérables aux fortes températures, et disposent de moins de possibilités pour y faire face : ils ont notamment plus rarement la climatisation ou une résidence secondaire.