低钾血症对神经肌肉系统、心血管系统、消化系统、肾脏及代谢方面均有影响，在神经肌肉系统可致兴奋性降低等，心血管系统可引发心律失常等，消化系统致蠕动减弱等，肾脏致浓缩功能障碍等，代谢方面影响糖代谢及蛋白质合成等。
一、对神经肌肉系统的影响
（一）骨骼肌方面
低钾血症时，神经-肌肉兴奋性降低。轻症患者可出现四肢软弱无力，随着血钾进一步降低，可累及躯干、呼吸肌等。当呼吸肌受累时，会导致呼吸肌无力，严重者可出现呼吸衰竭。例如，研究表明，血钾浓度低于3.0mmol/L时，肌肉细胞的静息电位与阈电位的距离增大，使神经-肌肉兴奋性降低，从而出现肌肉收缩功能障碍。在儿童群体中，低钾血症可能影响其运动能力的正常发挥，年龄较小的儿童可能表现为活动减少、肢体无力等情况，这是因为儿童的神经肌肉系统相对更为脆弱，对血钾水平的变化更为敏感。
（二）中枢神经系统方面
低钾血症可引起中枢神经系统功能紊乱，患者可出现精神萎靡、嗜睡、烦躁不安等症状。严重时可能出现神志不清甚至昏迷。其机制可能与低钾影响神经细胞的代谢和膜电位有关，导致神经传导功能异常。对于有基础神经系统疾病的患者，低钾血症可能会加重原有的神经系统症状，因为基础疾病可能已经使神经系统的代偿能力下降，血钾水平的波动更容易影响神经功能。
二、对心血管系统的影响
（一）心律失常
低钾血症时，心肌细胞的兴奋性增高、自律性增强、传导性降低。可出现各种心律失常，如房性早搏、室性早搏、阵发性心动过速等，严重时可出现心室颤动等危及生命的心律失常。研究发现，低钾可使心肌细胞膜对钾的通透性降低，对钠的通透性增加，导致心肌细胞的电生理特性改变。在老年人群中，本身心血管系统就存在一定的退行性变，低钾血症更容易诱发心律失常，因为老年人的心脏储备功能下降，对血钾变化的耐受能力降低。
（二）心肌收缩功能改变
低钾血症可使心肌收缩力减弱。轻度低钾时，心肌收缩力可能无明显变化，但随着血钾进一步降低，心肌收缩力逐渐减弱。其机制与低钾影响心肌细胞内的能量代谢有关，低钾可抑制心肌细胞膜上的钠-钾-ATP酶活性，影响细胞内外的离子交换，进而影响心肌的收缩功能。对于患有冠心病等心脏疾病的患者，低钾血症会进一步加重心肌缺血缺氧的状态，因为心肌收缩力减弱会影响心脏的泵血功能，导致心肌供血不足的情况更加严重。
三、对消化系统的影响
低钾血症可引起胃肠道蠕动减弱，患者出现食欲不振、恶心、呕吐、腹胀等症状。严重时可出现麻痹性肠梗阻。这是因为低钾影响了胃肠道平滑肌细胞的兴奋性和收缩功能。在儿童群体中，由于消化系统发育尚未完全成熟，低钾血症更容易导致胃肠道功能紊乱，可能会影响营养物质的吸收，进而影响儿童的生长发育。对于患有胃肠道基础疾病的患者，如胃溃疡、胃炎等，低钾血症可能会加重胃肠道的不适症状，因为胃肠道本身的病变可能已经影响了其正常的蠕动功能，低钾进一步加重了这种异常。
四、对肾脏的影响
长期慢性低钾血症可导致肾脏浓缩功能障碍，出现多尿、夜尿增多等症状。其机制可能与低钾影响肾小管上皮细胞的功能有关，导致肾小管对水的重吸收减少。在老年患者中，肾脏本身的功能已经有所减退，低钾血症对肾脏浓缩功能的影响可能更为明显，会进一步加重肾脏的负担，加速肾功能的衰退。对于患有肾脏基础疾病的患者，如慢性肾炎等，低钾血症可能会诱发或加重肾脏的损伤，因为肾脏基础疾病患者的肾脏代偿能力已经下降，低钾血症会干扰肾脏的正常生理功能。
五、对代谢方面的影响
低钾血症可影响糖代谢，使胰岛素的分泌和作用受到影响，导致血糖升高。同时，低钾还可影响细胞内的蛋白质合成，导致负氮平衡。在糖尿病患者中，低钾血症可能会使血糖控制更加困难，因为血糖升高与低钾血症相互影响。对于肥胖人群，由于其代谢本身就存在一定的异常，低钾血症可能会进一步扰乱其代谢平衡，加重代谢紊乱的程度。
