新生儿黄疸时，血中高浓度的胆红素能渗透进脑组织，使脑神经细胞被黄染及中毒，发生胆红素脑病（核黄疸），出现抽搐甚至死亡。胆红素还可侵害听觉神经传导通路，产生听力障碍。有研究表明，未引起胆红素脑病（核黄疸）的高胆红素血症也影响患儿脑功能，胆红素的神经毒性可轻微到临床难以发觉，但影响以后智商。