食盐中毒的实质是钠离子中毒，其在体内的毒性作用包括两个方面：一是高渗氯化钠对胃肠道的局部刺激作用；二是钠离子贮留所造成的离子平衡失调和组织细胞损害，特别是阳离子之间的比例失调和脑组织的损害。

在摄人大量食盐且饮水不足而发生急性中毒的情况下，首先呈现的是高浓度食盐对胃肠黏膜的直接刺激作用，引起胃肠道炎症，同时由于胃肠内容物渗透压显著增高，大量体液向胃肠腔渗漏，使机体陷入脱水状态，被吸收的食盐，则因机体脱水，丘脑下部抗利尿激素分泌增加，排尿量减少，体内的钠离子不能经肾及时排除，而游离血液循环之中，积滞于组织细胞之内，造成高钠血症和机体的钠贮留，高钠血症破坏了机体一价阳离子和二价阳离子的平衡，使一价阳离子占优势，而血液内一价阳离子（如钠离子）可使神经应激性增高，神经反射活动加强。

在食盐摄入量不大，但由于持续限制饮水而发生慢性中毒的情况下，胃肠内容物的渗透压只是略微偏高，构不成对胃肠黏膜的强烈刺激，通常不会造成胃肠炎症，也不会使胃肠、口腔大量积液。毒性作用主要是在食盐的吸收之后，由于机体长期处于水的负平衡状态，吸收的食盐排泄得非常缓慢，钠离子逐渐地贮留于全身各组织器官，特别是脑组织，继之发生脑水肿，以致颅内压升高，l卤组氧供应不足，只好通过葡萄糖无氧酵解以获取能量，而钠贮留兼有抑制葡萄糖无氧酵解的作用，结果导致脑组织变性和坏死，临床上表现出一系列神经症状。