El estrés térmico ha sido un gran desafío para la supervivencia y la salud de los animales debido al calentamiento global. Sin embargo, los procesos moleculares que impulsan la respuesta al estrés térmico no estaban claros. En este estudio, expusimos a los ratas del grupo de control (n = 5) a 22 grados C y a los otros tres grupos de estrés térmico (cinco ratas en cada grupo) a 42 grados C durante 30, 60 y 120 minutos, respectivamente. Realizamos secuenciación de ARN en las glándulas suprarrenales y el hígado y detectamos los niveles de hormonas relacionadas con el estrés térmico en la glándula suprarrenal, el hígado y los tejidos sanguíneos. También se realizó un análisis de red de coexpresión génica ponderada (WGCNA). Los resultados mostraron que la temperatura rectal y los niveles de corticosterona en las glándulas suprarrenales estaban significativamente relacionados de manera negativa con los genes en el módulo negro, que estaba significativamente enriquecido en termogénesis y metabolismo del ARN. Los genes en el módulo verde-amarillo estaban fuertemente asociados de manera positiva con la temperatura rectal y los niveles de dopamina, norepinefrina, epinefrina y corticosterona en las glándulas suprarrenales y estaban enriquecidos en actividades regulatorias transcripcionales bajo estrés. Finalmente, se identificaron 17 y 13 genes clave en los módulos negro y verde-amarillo, respectivamente, y compartieron patrones comunes de cambios. La metiltransferasa 3, la polimerasa 2 de poli(ADP-ribosa) y la proteína de dedo de zinc 36-like 1 ocuparon posiciones clave en la red de interacción proteína-proteína y estuvieron involucradas en varios procesos relacionados con el estrés térmico. Por lo tanto, estos genes podrían considerarse candidatos para la regulación del estrés térmico. Nuestros hallazgos arrojan nueva luz sobre los procesos moleculares que sustentan el estrés térmico.