肾小管性酸中毒低血钾的原因主要与肾脏的酸碱平衡及钾代谢功能异常有关。肾小管性酸中毒时，肾脏对酸碱的调节出现障碍，同时影响钾的重吸收和排泄，从而导致低血钾。
肾小管结构与功能异常导致钾丢失
近端肾小管重吸收障碍： 在近端肾小管，正常情况下会重吸收大部分滤过的碳酸氢根和钾等物质。当发生肾小管性酸中毒时，近端肾小管对钾的重吸收功能出现问题，使得过多的钾从尿液中流失。例如，有研究表明，近端肾小管病变时，钾的重吸收效率下降，每天可能丢失数毫摩尔的钾。远端肾小管泌氢障碍： 远端肾小管主要负责泌氢和重吸收碳酸氢根来维持体内酸碱平衡。当远端肾小管泌氢障碍时，机体为了维持酸碱平衡，会出现钾 - 氢交换异常。此时，为了排出过多的氢离子，机体过度地进行钾 - 氢交换，导致钾大量从尿液中排出，进而引起低血钾。
酸碱平衡紊乱影响钾代谢
酸中毒导致钾分布异常： 肾小管性酸中毒引起体内酸中毒，此时细胞外液中的氢离子浓度升高，为了维持细胞内外的电中性，细胞内的钾会转移到细胞外，然后随尿液排出体外。这种钾的分布异常会进一步加重低血钾的情况。一般来说，酸中毒越严重，钾从细胞内转移到细胞外的量就越多，低血钾也就越明显。碱性尿液促进钾丢失： 肾小管性酸中毒时，尿液的酸碱度发生改变，通常会出现碱性尿液。在碱性环境下，钾离子更容易从尿液中排出。因为碱性条件下，肾小管上皮细胞对钾的重吸收减少，而排泄增加，从而导致大量钾离子丢失，引发低血钾。
肾脏对钾调节的整体失衡
钾排泄增多： 由于肾小管性酸中毒影响了肾脏对钾的正常调节机制，肾脏不能有效地保留钾，而是让过多的钾通过尿液排出体外。无论是近端肾小管还是远端肾小管的功能异常，最终都会导致钾的排泄量明显增多。长期如此，就会造成体内钾含量持续降低，出现低血钾的状况。而且这种钾排泄增多是一个持续的过程，如果不及时治疗肾小管性酸中毒，低血钾会逐渐加重。钾摄入相对不足： 虽然患者的钾摄入可能正常，但由于肾脏丢失钾过多，即使摄入的钾量足够，也无法维持体内钾的平衡。这就像一个漏水的容器，不断地流失钾，即使补充了一定量的钾，也难以达到正常的钾水平，从而导致低血钾的持续存在。