当人体内严重缺乏胰岛素或胰岛素相对不足时，糖的利用就会发生障碍，从而导致血糖升高，使脂肪的分解速度加快，产生大量的脂肪酸。这些脂肪酸在肝内经过不完全代谢又会产生乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮。这几种由脂肪酸在肝内产生的物质统称为酮体。其中乙酰乙酸、β-羟丁酸都属于酸性物质。通常，人体内产生的酮体可被肌肉组织所利用。但如果酮体产生的速度超过了机体组织利用的速度和肾脏排泄酮体的能力，血中酮体的浓度就会升高，从而发生糖尿病酮症酸中毒。
在临床上，糖尿病酮症酸中毒患者的血糖会显著增高（高于16.7毫摩尔/升），其尿糖呈强阳性（++++左右），其尿酮体呈阳性或强阳性，其血中的二氧化碳结合力会下降，其血液呈酸性（ph值小于7.35）。该病患者可出现厌食、恶心、呕吐、疲乏无力等症状，当该病患者的中枢神经系统受到抑制时，还会出现倦怠、头晕、头痛、周身疼痛、意识模糊甚至昏迷等症状。此时该患者的呼吸会增快、加深，呼出的气体因含有丙酮而散发出苹果腐烂后的气味。若该患者的小便量增多，则可表现口唇及皮肤干燥或缺乏弹性、眼球下陷，严重的还会出现心律失常甚至休克。此时若不及时抢救，可导致患者死亡。
一般来说，糖尿病患者常在下列情况下发生酮症酸中毒一是1型糖尿病患者初次发病时。二是糖尿病患者突然停用胰岛素或胰岛素用量不足时。三是糖尿病患者发生了应激反应时。可诱发糖尿病患者发生应激反应的因素主要有急性感染、创伤、急性心肌梗死、脑卒中等。
