目的探讨血清神经元特异性烯醇化酶（NSE）、维生素D水平与复杂性热性惊厥（CFS）患儿脑损伤的关系。方法采用回顾性研究设计，选取2022年1月至2024年12月泰州市人民医院收治的CFS患儿160例为研究对象，根据患儿入院1周内是否发生脑损伤将其分为发生组和未发生组。检测并比较2组血清NSE、维生素D水平；收集并比较2组基线资料；采用多因素Logistic回归分析影响CFS患儿发生脑损伤的因素；绘制受试者工作特征（ROC）曲线分析血清NSE、维生素D单独及联合对CFS患儿发生脑损伤的评估价值。结果与未发生组相比，发生组惊厥持续时间延长，首次发作体温及血清IL-6、NSE水平升高，维生素D水平降低，差异均有统计学意义（P＜0.05）。多因素Logistic回归分析结果显示：惊厥持续时间延长、首次发作体温升高、血清IL-6水平升高、血清NSE水平升高均是CFS患儿发生脑损伤的危险因素（P＜0.05），血清维生素D水平升高是CFS患儿发生脑损伤的保护因素（P＜0.05）。ROC曲线分析结果显示，血清NSE、维生素D单独及联合评估CFS患儿发生脑损伤的曲线下面积（AUC）分别为0.781、0.744、0.875，2项联合评估的AUC大于NSE（Z=2.066，P=0.039）、维生素D（Z=2.411，P=0.016）单独评估。结论CFS脑损伤患儿血清NSE水平升高，维生素D水平降低。血清NSE水平升高是CFS患儿发生脑损伤的危险因素，维生素D水平升高是CFS患儿发生脑损伤的保护因素，2项指标联合对CFS患儿发生脑损伤具有较高的预测价值。