代谢性碱中毒时，机体可发生多种变化。血液生化方面，血浆碳酸氢根（HCO₃⁻）原发性增高，pH值升高。神经系统方面，患者可能出现烦躁不安、精神错乱、谵妄等症状，严重时可发生昏迷。呼吸系统也会有相应改变，机体为了代偿，会通过呼吸浅慢来减少二氧化碳排出，从而使PaCO₂继发性升高。
神经系统表现
神经肌肉兴奋性改变： 代谢性碱中毒时，血浆游离钙浓度降低，可导致神经肌肉兴奋性增高，出现手足抽搐、面部肌肉抽动等表现。例如，轻症患者可能仅有感觉异常，如指尖、口周麻木；重症时可出现手足搐搦，甚至惊厥。中枢神经系统功能异常： 患者还可能出现精神症状，如烦躁、兴奋、谵妄等。这是因为碱中毒影响了中枢神经系统的代谢和神经传导，使神经细胞的功能发生改变。
呼吸系统变化
呼吸代偿机制： 机体通过呼吸调节来试图纠正代谢性碱中毒。呼吸会变浅变慢，这样可以减少二氧化碳的排出，使血液中二氧化碳分压（PaCO₂）升高，从而使血液pH值有所下降，起到一定的代偿作用。一般来说，呼吸频率可减慢至每分钟10 - 12次左右，但这种代偿是有限的，严重的代谢性碱中毒单纯依靠呼吸代偿往往不能完全纠正酸碱失衡。
心血管系统影响
对心肌的影响： 代谢性碱中毒可导致心肌兴奋性增高，心律失常的发生风险增加。例如，可能出现早搏、心动过速等心律失常表现。同时，碱中毒还会影响心肌的收缩功能，使心肌收缩力可能有所改变，但具体情况因个体差异和碱中毒的严重程度而异。对血管的影响： 碱中毒可使外周血管收缩，导致外周阻力增加，血压可能会有一定程度的升高，但这也不是绝对的，严重的碱中毒可能会因其他因素影响而出现血压异常波动。
电解质平衡紊乱
钾代谢紊乱： 代谢性碱中毒时，细胞内外会发生离子交换，细胞外液中的H⁺进入细胞内，为了维持电荷平衡，细胞内的K⁺会转移到细胞外，同时肾小管上皮细胞排H⁺减少，排K⁺增多，导致低钾血症。低钾血症又会进一步加重碱中毒，形成恶性循环。例如，患者可能出现肌肉无力、腹胀、心律失常等低钾相关的临床表现。氯代谢紊乱： 部分代谢性碱中毒患者会伴有氯的丢失，出现低氯血症。这是因为在碱中毒的发生过程中，肾脏排氯增加等因素导致血清氯浓度降低，低氯又会影响机体的酸碱平衡调节。