正常人水的平衡主要由抗利尿激素和肾脏的排水功能调节。当机体失水时，血浆晶体渗透压升高，对下丘脑渗透压感受器的刺激增强，抗利尿激素释放量增多，肾脏对水的重吸收活动增强，尿量减少，从而保留了体内的水分。反之，大量饮清水后，血浆晶体渗透压降低，抗利尿激素释放量减少，肾脏对水的重吸收减弱，使体内多余的水从尿液排出。肾脏生成的尿液被运送到膀胱，当膀胱尿量充盈到一定程度时(400～500 ml) ，膀胱壁的牵张感受器受到刺激而兴奋，通过一系列神经反射完成排尿过程。当以上调节机制失常时，大量饮清水或输入大量5 %葡萄糖液后，细胞外液量急剧增加，呈稀释性低钠血症，细胞外液渗透压下降，水分从细胞外进入细胞内，导致细胞水肿，尤其是脑细胞水肿从而出现神经系统症状。一般血清钠低于125 mmolPL 时出现恶心、不适，低于120 mmolPL 时则出现抽搐、意识障碍、昏迷等。短期内大量饮清水(原发性饮水过多) 导致水中毒临床少见，主要见于精神分裂症患者。此患者发生水中毒，可能与老年人对水、盐代谢调节能力减低及对膀胱充盈不敏感，排尿感下降有关。
根据病史及临床表现一般多可诊断。由于血液稀释，实验室检查可发现红细胞计数、血红蛋白、血细胞比容和血浆蛋白量均有降低，血清钠、氯测定也降低。