当婴儿出现黄疸时，主要是血清中胆红素水平增高。当非结合胆红素水平过高的时候，会透过血脑屏障，可能会造成中枢神经系统功能障碍。如果不进行治疗干预，可以造成永久性损害。胆红素常常造成基底神经节、海马、下丘脑神经核和小脑神经元坏死，导致胆红素脑病的发生。
可以表现为患儿嗜睡、反映低下，出现抽搐、角弓反张。还有可能遗留有后遗症，包括手足徐动、眼球运动障碍、听觉障碍和牙釉质发育不良。此外，也可留有脑性瘫痪、智能落后、抽搐等。