身体在短时间內攝取大量水分，使得体内正常的含盐量被稀释，钠离子过低，体內电解质不平衡，就会造成水中毒。脑細胞对这样的反应特別敏感，當脑細胞內水分过多，脑細胞肿胀，会使颅內压增高，而引起头疼、呕吐、烦躁不安、嗜睡、呼吸及心跳减慢、体温降低等神经症狀，情況严重的会引发痉挛、休克甚至死亡的危险。
水中毒常在夏天气温高時，或剧烈运动后因短时间大量饮水而引起。没有自主能力的婴幼儿多半是因为家長不当的给水, 或在发烧时过度补充水分所造成的。此外，有時在灌腸或洗胃时输入过多低张溶液，或注射点滴时家長自行调快注射速度，都会发生水中毒。

水中毒的另一个致病机转可能是抗利尿激素分泌不正常，通常为肺部感染或中枢神经系统疾病所引起。

预防宝宝水中毒，喂食水分时最好采取少量多次的方式。为宝宝补充水分时，如果发现解的尿量已经不少，但是宝宝依然没有精神、昏睡，甚至头疼、痉挛，很可能就是水中毒，最好的处理方法就是赶快送医，医生会给予抗痉挛药物和含钠量较高的高张性溶液，来平衡宝宝体内的电解质，缓解中枢神经系统症状。