代谢性碱中毒大多数是由于各种原因导致肾小管碳酸氢根离子重吸收过多，如血量不足，氯离子和钾离子丧失而引起。
体内碱性物质增多，缓冲系统即可将强碱转化为弱碱，使碳酸氢根离子消耗，而碳酸增多，抑制呼吸中枢，肺通气减弱，二氧化碳潴留，碳酸氢根离子代偿性增加。肾碳酸酐酶活力减弱而氢离子形成和排泌减少，碳酸氢钠重吸收也减少，碳酸氢根离子比碳酸代偿性恢复到20:1，PH正常。
症状轻的常被原发病掩盖，严重的呼吸浅慢，由于蛋白结合钙增加、游离钙减少，碱中毒致乙酰胆碱释放增多，神经肌肉兴奋性增高，常有面部及四肢肌肉抽动，手足搐搦，口周及手足麻木。血红蛋白对氧的亲和力增加，致组织缺氧，出现头晕、躁动、谵妄乃至昏迷。伴低钾血症时，可表现为软瘫。