高温高湿环境广泛存在于各行各业，极大地威胁劳动人员的身心健康和作业安全。研究高温高湿环境下劳动的生理反应及规律，探索生理反应与劳动、环境温度、湿度之间的关系是保障劳动人员安全以及预防事故的重要课题。本文建立了高温高湿环境劳动人体生理应激实验系统，选取男性青年为受试者。环境温度设定为32℃、36℃、40℃，相对湿度设定为40%、60%、90%，风速设定为无风、有风，劳动强度设定为轻度劳动、中度劳动和重度劳动。受试者完成劳动过程后进入恢复过程。测量劳动过程和恢复过程的心率、直肠温度、口腔温度、耳膜温度、两点阈、出汗量、呼吸、血氧饱和度、心电、疲劳程度和热感觉。得到了高温高湿环境下人体劳动过程和恢复过程生理变化规律；比较了高温高湿环境下无风工况劳动和有风工况劳动的生理应激反应。定义了生理恢复比，计算了各生理指标的生理恢复时间，确定了高温高湿环境劳动的参考恢复时间：无风轻度劳动76min，无风中度劳动79min，无风重度劳动55min；有风轻度劳动60min，有风中度劳动59min，有风重度劳动66min。得到了高温高湿环境劳动时生理指标之间关系，通过能量代谢率与其他较易测量的生理指标之间的关系，建立了能量代谢率的简便计算方法。分析了人体各生理指标受温度、相对湿度、劳动强度和劳动时间等因素的影响程度及顺序，结果显示，温度、相对湿度、劳动强度和劳动时间对各生理指标的影响程度不一。建立了人体生理指标因素分解模型，定义了温致效应、湿致效应、劳致效应和叠加效应，以量化温度、相对湿度和劳动强度导致的生理应激及其叠加效应。对现有的PSI、WBGT指标的权重进行修订，建立了具有生理学意义的修正PSI指标和修正WBGT指标。根据生理安全极限计算安全劳动时间，利用Cox回归方法研究安全劳动时间的影响因素，提出高温高湿环境安全劳动时间的推荐值，建立了安全劳动时间预测模型、生理应激分级体系以及生理应激时间响应模型，结果可为编制和修订相关标准提供数据和方法支持，并为高温高湿环境劳动人员的安全提供可靠的保护体系。