高温胁迫使蛋白质降解，可溶性蛋白质含量增加，从而直接参与其适应逆境的过程。耐热品种对高温胁迫反应比较迟钝，热激蛋白诱导温度较高，蛋白质降解速率较慢，氨基酸含量增幅较小，其中脯氨酸质量分数增加明显；结束高温胁迫后，耐热品种的蛋白质合成比不耐热品种的恢复得快。马德华等用4个耐热性不同的黄瓜自交系，对高温胁迫下黄瓜幼苗体内的蛋白质含量变化进行了研究，高温胁迫后即在正常温度下恢复2 d后黄瓜品种总蛋白质含量下降，其余品系的可溶性蛋白含量均上升；而从可溶性蛋白质含量的变化情况可以反映出黄瓜品种的耐热性，可溶性蛋白质总量与各品系对高温的抗性呈正相关。
渗透调节是西红柿耐热性和抵御逆境的重要生理机制，高温胁迫导致西红柿细胞脱水是植物发生热害的重要原因。当植物体内发生水分胁迫时，植物自身就会主动积累各种有机和无机物质来提高细胞液浓度，降低细胞内的渗透势，提高细胞持水能力，从而适应水分胁迫环境。有机类渗透调节物质主要有氨基酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、可溶性酚类等。脯氨酸是植物体中最重要和最有效的渗透调节物质之一，在正常条件下，植物体内脯氨酸对脯氨酸合成酶类具有反馈抑制的作用，因此游离脯氨酸含量比较低；当西红柿处于高温胁迫环境中时，脯氨酸合成酶对脯氨酸的反馈抑制的灵敏性就会降低，导致植物体内游离脯氨酸含量上升。
许多研究认为高温胁迫时植物体内积累的脯氨酸能提高原生质体亲水性，更有助于细胞组织持水和防止脱水的作用，另外脯氨酸含量的升高还具有保护膜完整性的作用和解氨毒作用，同时还可作为碳水化合物的来源、酶和细胞结构的保护剂，因此对于缓解植物因高温脱水造成的渗透胁迫具有重要意义。
李健健等研究表明，高温胁迫均能造成耐热品种和热敏感品种的黄瓜叶片脯氨酸含量升高，其上升幅度随处理温度的增加而上升，其中耐热品种的黄瓜叶片脯氨酸含量比热敏感品种高，并且耐热品种的脯氨酸含量能保持在一个较高水平；另外在同样的环境条件下，耐热品种黄瓜脯氨酸含量高于热敏感品种。姚元干等对不同品种辣椒脯氨酸含量的研究结果表明，游离脯氨酸含量在不同品种间也存在着显著差异，但与前人研究不同的是单纯高温处理并不能明显影响辣椒脯氨酸的相对含量，只有高温和干旱共同作用时辣椒脯氨酸含量才显著增加。
西红柿
可溶性糖也是一种渗透调节物质具有渗透调节及保护细胞结构稳定的作用，在逆境胁迫时，植物体内的淀粉等碳水化合物的分解以及光合产物形成过程中直接转向分子质量相对小的蔗糖等物质，而广泛参与植物的渗透调节。