ปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองมีศักยภาพที่จะส่งอิทธิพลต่อสุขภาพและความผาสุกของประชากรในเมือง ในสหรัฐฯ ประเทศเดียว โดยเฉลี่ยมีผู้เสียชีวิตถึง 1,000 คนจากความร้อนจัด (Changnon et al., 1996), ในขณะที่ปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองที่ปรากฏในรูปของการเพิ่มอุณหภูมิมีศักยภาพที่จะเพิ่มขนาดความเนิ่นนานของคลื่นความร้อน ( heat wave) ที่เกิดในเมืองได้ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าอัตราการเสียชีวิตสูงสุดในช่วงการเกิดคลื่นความร้อนจะเป็นสัดส่วนรับกันกับช่วงที่มีอุณหภูมิสูงสุด (Buechley et al., 1972) ซึ่งนับเป็นผลกระทบในทางเลวที่เกิดจากปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมือง ผลกระทบในช่วงกลางคืนนับว่ามีอันตรายมากในช่วงเกิดคลื่นความร้อนเช่นกันเนื่องจากเป็นการทำให้ประชากรในเมืองไม่ให้ได้รับการผ่อนคลายเหมือนประชากรชานเมืองจากอุณหภูมิตอนกลางคืนลดต่ำลง (Clarke, 1972)

งานวิจัยในสหรัฐฯ แสดงให้เห็นว่าความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิที่สุดโต่งและการตายในสหรัฐฯ ผันแปรไปตามท้องถิ่น ในรายงานชื่อ “โครงการว่าด้วยสุขภาพที่ได้รับผลกระทบจากเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมของโลก” ที่มหาวิทยาลัยจอนส์ฮอปกินส์ (JHU) พบว่า ความร้อนมักเพิ่มความเสี่ยงในการเสียชีวิตมากในเมืองที่อยู่ในเส้นละติจูดปานกลางและละติจูดสูงที่มีความผันผวนของอุณหภูมิมาก ตัวอย่างเช่น เมื่อนครชิคาโกและนิวยอร์กที่ได้ประสบกับภาวะอุณหภูมิในฤดูร้อนสูงผิดปรกติ ความเจ็บป่วยและการเสียชีวิตสามารถคาดได้ว่าจะสูงตามไปด้วย ตรงข้ามกับประเทศที่มีไม่มีการผันผวนของอุณหภูมิตลอดปีมาก จะมีความเสี่ยงด้านสุขภาพจากคลื่นความร้อนของสาธารณชนน้อยกว่า งานวิจัยของ JHU แสดงให้เห็นว่าประชากรของเมืองในตอนใต้ของประเทศ เช่นไมอามีซึ่งคุ้นกับสภาพวะอากาศร้อนประสบปัญหาน้อยกว่า

ผลต่อเนื่องอีกประการหนึ่งของปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองได้แก่การเพิ่มความสิ้นเปลืองพลังงานสำหรับเครื่องปรับอากาศและตู้เย็นในเมืองที่มีอากาศร้อน กลุ่มผู้ศึกษาปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองได้ทำการประมาณความสิ้นเปลืองดังกล่าวในนครลอสแอนเจลิส แคลิฟอร์เนียว่าตกถึงประมาณ 100 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ต่อปี [4] ในขณะที่เมืองในเขตหนาว เช่น ชิคาโกกลับมีค่าใช้จ่ายสำหรับพลังงานเชื้อเพลิงสำหรับความอบอุ่นลดลงในฤดูหนาว

นอกจากผลกระทบที่ชัดเจนเกี่ยวกับอุณหภูมิแล้ว ปรากฏการณ์เกาะความร้อนเมืองยังมีผลกระทบระดับที่สองต่อการอุตุนิยมท้องถิ่นด้วย ซึ่งรวมถึงการเปลี่ยนรูปแบบของลมประจำถิ่น การเกิดเมฆ หมอก ความชื้นและอัตราของหยาดน้ำฟ้า (Precipitation - ฝน หิมะ น้ำค้าง ฯลฯ) อีกด้วย [5]

ด้วยการใช้ภาพถ่ายดาวเทียม นักวิจัยได้พบว่าลมฟ้าอากาศของเมืองมีอิทธิพลที่สังเกตได้ต่อการเจริญเติบโตของพืชพรรณท้องถิ่นตามฤดูการปลูก โดยส่งผลไปไกลมากถึง 10 กิโลเมตรจากขอบของเมือง ฤดูเพาะปลูกในเมืองต่างๆ 70 เมืองในภาคตะออกเฉียงเหนือของสหรัฐฯ มีความยาวนานมากขึ้นประมาณ 15 วันเมื่อเทียบกับพื้นที่ชนบทขอบเมืองที่อยู่นอกอิทธิพลของปรากฏการณ์เกาะความร้อนของเมือง [6][7]