新生儿黄疸引起新生儿智力受损，并不是取决于其持续时间，而是取决于胆红素值。如果是严重高胆红素血症，可以透过血-脑屏障，引起中枢神经系统损害，也就是胆红素的神经毒性作用。新生儿高胆红素血症，引起严重的胆红素脑病，可以引起神经系统损伤。早期可能会表现为反应低下、嗜睡、吃奶困难、原始反射减弱。
如果到痉挛期时会出现抽风、角弓反张、发热，到后遗症期会出现运动障碍，比如自主运动、手足行动、眼球活动障碍，听觉、听力障碍，还有牙釉质发育不全。现在也研究发现，虽然没有达到严重高胆红素血症，但也会有隐匿性的神经损害，从而造成学习、认知、运动的落后。