血清钙离子浓度降低是本病的直接原因。正常小儿血清总钙浓度稳定在2.25～2.75mmol/L，主要靠维生素D、甲状旁腺素及降钙素的调节作用予以维持。血清钙含有三种形式：
①蛋白结合钙（40%）
②弥散钙（60%）
③枸椽酸钙
三者中以钙离子生物活性最强，并受血pH值和血磷浓度的影响，血pH和血磷增高时钙离子浓度降低。当维生素D缺乏时，血钙、磷含量降低，若甲状旁腺功能代偿不全，骨钙不能游离，血钙继续降低，当血清总钙量低于1.75～1.88mmol/L或游离钙低于lmmol/L时，神经肌肉兴奋性增强，而发生惊厥或手足搐搦。