低血糖会引发自主神经兴奋和中枢神经症状，自主神经兴奋包括交感神经兴奋（如出汗、颤抖、心慌等，儿童因自主神经调节不稳定易出现，长时间玩耍运动量大进食不足易致）和副交感神经兴奋（如饥饿感、感觉异常等，糖尿病患者用药剂量不合适易出现，老年糖尿病患者饥饿感等可能不典型）；中枢神经症状有轻度（头晕、乏力等，儿童大脑发育快更敏感，有先天性代谢疾病易出现）、中度（精神不集中、认知障碍、行为异常等，老年人脑动脉硬化基础病者易加重脑损害）、重度（意识障碍、癫痫发作等，很危险，糖尿病患者降糖药过量未及时处理易发展至此）。
副交感神经兴奋：可表现为饥饿感，这是身体发出的需要补充血糖的信号；还可能有感觉异常，比如皮肤有麻木、刺痛等异样感觉。对于糖尿病患者，在使用降糖药物过程中如果剂量不合适，就容易出现低血糖及副交感神经兴奋的表现，老年糖尿病患者由于机体反应性下降，可能饥饿感等表现不典型，需要更加密切监测血糖。
中枢神经症状
轻度中枢神经症状：患者会有头晕、乏力的症状，这是因为大脑供能不足，血糖降低影响了大脑的正常代谢。儿童如果发生低血糖，轻度的中枢神经症状可能表现为注意力不集中、学习能力下降等，因为儿童的大脑处于快速发育阶段，对血糖变化更为敏感。在病史方面，如果儿童有先天性代谢疾病，可能更容易出现低血糖及相关中枢神经症状。
中度中枢神经症状：会出现精神不集中、认知障碍，比如难以完成简单的计算、记忆力减退等；还可能有行为异常，像烦躁不安、喜怒无常等。对于老年人，本身可能存在脑动脉硬化等基础疾病，发生低血糖时中度中枢神经症状可能会加重脑功能的损害，因为其脑血管调节功能较差，血糖波动对脑的影响更大。
重度中枢神经症状：严重时会出现意识障碍，如昏迷，还可能有癫痫发作。这种情况非常危险，无论是儿童还是成人，一旦出现重度中枢神经症状，都需要立即进行救治。例如糖尿病患者如果降糖药使用过量且未及时发现和处理，就可能发展到重度中枢神经症状阶段。
