中毒性脑病不是一个孤立的疾病，一般是在孩子患了严重的感染性疾病以后，很快出现大脑受到损害的症状。中毒性脑病与脑炎的区别在于后者是致病微生物直接通过血脑屏障，造成对脑细胞的侵害；而前者是因毒素进入脑内，损害脑细胞所致，故称为中毒性脑病。在小儿时期有许多感染性疾病可引起中毒性脑病，如肺炎、痢疾、猩红热、白喉等都可因细菌分泌的毒素导致显著的脑组织受损的症状。此外，一些药物和毒物如一氧化碳、汞、锰、酒精等也可引起中毒性脑病。由于毒物的主要作用是使脑血管壁的通透性增强，以致神经细胞及血管周围的水分明显增多，产生急性弥漫性脑水肿；毒素还可以使脑血管痉挛，引起脑组织的缺血和缺氧，导致头痛、呕吐、抽风或昏迷等一系列的神经系统症状。
 
中毒性脑病可以发生在各年龄阶段的孩子，但以1-3岁的孩子多见，而且多数病情严重。症状多在发生原发病的后几天或１-2周出现。值得注意的是毒物引起的中毒性脑病，一般是以频繁的呕吐为首发症状，家人提供的误服毒物史是医生诊断本病的重要依据。而感染性疾病引起的中毒性脑病往往是以发热等感染症状为最初的症状。由于脑部病变的轻重不一，孩子出现的临床症状也不完全一样。一般是脑部的症状突然出现，孩子表现为高热（但也有体温正常），头痛、呕吐、烦躁不安；严重者可以出现昏睡不醒、抽风或昏迷，有的还会出现肢体瘫痪。少数的病儿还可出现走不稳，眼球和肢体的震颤以及站不住等小脑受损的症状。