儿童如果黄疸一直不消退或黄疸程度过高，可能发生胆红素脑病。胆红素脑病患儿黄疸大多较严重，临床表现与胆红素对特定区域的损伤有关，一般发生于出生后1周内，最早可发生在生后1-2天，出现明显神经系统症状。可分为急性胆红素脑病和慢性胆红素脑病。
急性胆红素脑病分为三期：
1、警告期：出生后前几天儿童反应略低下、嗜睡、轻度肌张力减低、活动减少、吸吮弱；
2、痉挛期：儿童可表现出易激惹、哭声高调、拒乳、呼吸暂停、呼吸不规则、呼吸困难、嗜睡以及肌张力增高；
3、恢复期：肌张力增高逐渐转为肌张力减低，吸吮力和对外界的反应逐渐恢复，继而呼吸好转，1-2周急性症状全部消失。
慢性胆红素脑病又称为核黄疸，表现为1岁前喂养困难，继而出现高调哭声和肌张力减低，但深腱反射增强、持续颈强直、运动发育落后，一般在6-7岁前安静时肌张力低 下，直到学龄前转为肌张力增高。典型核黄疸后遗症包括以下四联症：
1、锥体外系运动障碍，表现为手足徐动；
2、听力异常；
3、眼球运动障碍，眼球转动困难，呈娃娃眼表现；
4、牙釉质发育异常，有绿色牙或棕褐色牙，门齿可有弯月形缺陷。