新生儿由于血脑屏障发育不成熟，血中间接胆红素容易透过血脑屏障到脑组织中去对脑细胞有毒性作用，最常受累区域是基底节，尤其是苍白球和丘脑，会导致神经坏死。临床上导致患胆红素脑病，急性期表现为反应低下、嗜睡、激惹、抽搐、发热等，严重者会死亡。胆红素脑病慢性期后遗症主要有手足徐动、听力损伤主要是脑干听觉通路、耳蜗核损伤、眼球运动障碍、牙釉质发育不良。