全篇紧扣诗题，句句写“夏夜苦热”。起首二句开门见山，交代时间、处所，直截点题，并提挈全篇。永州属亚热带湿润季风气候，夏日温度高，且时间长。诗人半夜尚不能入睡，悄悄起身登西楼去乘凉；夜半如此，骄阳暴晒的白天，可想而知。简略几笔，就高度概括了夏天之热，生灵之苦。
“山泽凝暑气”四句是登西楼时之所见所感，极写赤日炎炎似火烧的环境。时值中夜，山泽还如蒸笼，凝聚着暑热的炎气；长天无云，银河里也闪耀着刺眼的光辉；太阳烈焰的烧烤，滋润万物生长的露水已无影无踪；四野宁静，没有一丝凉风。
“探汤汲阴井”四句是登西楼后的活动，极写诗人如在火炉中熬煎的苦况。炎热不可挡，诗人想方设法来解暑：汲井水冲凉，开门扉纳凉，靠着栏杆乘凉。但是，井水却成了滚烫的开水，打开门灼焰扑面。
最末四句，基于以上厚实的铺垫，诗人直接抒写了自己的感触。面对这种恶劣的环境，如此致命的气候，诗人简直难于呼吸，他抬头看见北斗，不禁向苍天提出质疑：长此下去，万物怎能蕃长？生灵怎能延续？此时，读者似乎看见诗人在仰天长啸：何当一夕金风起，为我扫除天下热！但是，这美好的愿望是根本无法实现的。引用“姑射子”这一典故，自嘲自解，既然不能以静胜热，就只能怅恨无边了。结尾以反诘语收束，诗的意境也渐臻极顶。
诗人笔下的夏夜，实在令人望而生畏。表现入微，首先取决于作者的体物入神。诗人长期困居永州，对当地气候有极深入细致的感受，再经过缜密的构思和精心提炼，才收到了如此精妙的艺术效果。由于诗人将自己的感受、情绪写得很形象，很具体，就隐含着一种抽象的概念，因而带有象征意味。柳宗元生活在唐代由盛而衰的转变时期，统治阶级奢侈腐化，赋税徭役日增，老百姓困苦不堪，形成了“贫者愈困饿死亡而莫之省，富者愈恣横侈泰而无所忌”（《答元饶州论政理书》）的局面。诗人在永州期间广泛地接触百姓，对民间疾苦有所了解，《捕蛇者说》一文就以毒蛇与赋敛作比衬，深刻地揭露了唐王朝统治集团“苛政猛于虎”的黑暗现实。因此，诗人写夏夜酷热使人难以忍受，这不仅仅是一种自然现象，而且又暗示着一种严重的社会问题：唐王朝的暴政，使老百姓陷于水深火热之中，在死亡线上挣扎，还有什么“亭毒”可言！这正如杜甫在《无家别》所言“何以为蒸黎”一样，把老百姓逼到没法做老百姓的境地，又怎能做老百姓的主上呢？大唐王朝的统治又怎能巩固呢？这种在比兴中巧寓象征的手法，大大地拓展了诗的内涵，又增强了艺术表达效果。
“巴江上峡重复重”，诗中明显有一舟行之旅人的影子。沿江上溯，入峡后山重水复，屡经曲折，于是目击了著名的巫山十二峰。诸峰“碧丛丛，高插天”（李贺《巫山高》），“碧峭”二字是能尽传其态的。十二峰中，最为奇峭，也最令人神往的，便是那云烟缭绕、变幻阴晴的神女峰。而“阳台”就在峰的南面。神女峰的魅力，与其说来自峰势奇峭，毋宁说来自那“朝朝暮暮，阳台之下”的巫山神女的动人传说。次句点出“阳台”二字，兼有启下的功用。经过巫峡，谁都会想起那个古老的神话，但没有什么比“但飞萧萧雨”的天气更能使人沉浸于那本有“朝云暮雨”情节的故事情境中去的。所以紧接着写到楚王梦遇神女之事：“荆王猎时逢暮雨，夜卧高丘梦神女。”本来，在宋玉赋中，楚王是游云梦、宿高唐（在湖南云梦泽一带）而梦遇神女的。而“高丘”是神女居处（《高唐赋》神女自述：“妾在巫山之阳，高丘之阻”）。一字之差，失之千里，却并非笔误，乃是诗人凭借想象，把楚王出猎地点移到巫山附近，梦遇之处由高唐换成神女居处的高丘，便使全诗情节更为集中。这里，上峡舟行逢雨与楚王畋猎逢雨，在诗境中交织成一片，冥想着的诗人也与故事中的楚王神合了。以下所写既是楚王梦中所见之神女，同时又是诗人想象中的神女。诗写这段传说，意不在楚王，而在通过楚王之梦来写神女。
关于“阳台神女”的描写应该是《巫山曲》的画龙点睛处。“主笔有差，余笔皆败。”（刘熙载《艺概·书概》）而要写好这一笔是十分困难的。其所以难，不仅在于巫山神女乃人人眼中所未见，而更在于这个传说“人物”乃人人心中所早有。这位神女绝不同于一般神女，写得是否神似，读者是感觉得到的。而孟郊此诗成功的关键就在于写好了这一笔。诗人是紧紧抓住“旦为朝云，暮为行雨，朝朝暮暮，阳台之下”（《高唐赋》）的绝妙好辞来进行艺术构思的。
神女出场是以“暮雨”的形式：“轻红流烟湿艳姿”，神女的离去是以“朝云”的形式：“行云飞去明星稀”。她既具有一般神女的特点，轻盈飘渺，在飞花落红与缭绕的云烟中微呈“艳姿”；又具有一般神女所无的特点，她带着晶莹湿润的水光，一忽儿又化成一团霞气，这正是雨、云的特征。因而“这一位”也就不同于别的神女了。诗中这精彩的一笔，如同为读者心中早已隐约存在的神女撩开了面纱，使之眉目宛然，光艳照人。这里同时还创造出一种若晦若明、迷离恍惝的神秘气氛，虽然没有任何叙事成分，却能使读者联想到《神女赋》“欢情未接，将辞而去，迁延引身，不可亲附”及“暗然而暝，忽不知处”等等描写，觉有无限情事在不言中。
随着“行云飞去”，明星渐稀，这浪漫的一幕在诗人眼前慢慢消散了。于是一种惆怅若失之感向他袭来，“目极魂断望不见”就写出其如痴如醉的感觉，与《神女赋》结尾颇为神似（那里，楚王“情独私怀，谁者可语，惆怅垂涕，求之至曙”）。最后化用古谚“巴东三峡巫峡长，猿鸣三声泪沾裳”作结。峡中羁旅的愁怀与故事凄艳的结尾及峡中迷离景象打成一片，咀嚼无穷。
全诗把峡中景色、神话传说及古代谚语熔于一炉，写出了作者在古峡行舟时的一段特殊感受。其风格幽峭奇艳。语言凝练优美，意境奇幻幽艳，余味无穷。