新生儿生理性黄疸主要是因为新生儿胆红素代谢特点导致的。新生儿出生后，胆红素产生相对过多，约为成人的2倍，且新生儿肝脏对胆红素的摄取、结合和排泄功能都比较不完善，肝细胞内尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UDPGT）的量及活力不足，仅为成人的1%~2%，因此摄取转运胆红素的能力较弱，使得胆红素代谢受到影响，一般在出生后2~3天出现黄疸，5~7天达到高峰，足月儿一般在2周内消退，早产儿可能会延迟到3~4周消退。
胆红素产生过多方面
红细胞寿命较短： 新生儿的红细胞寿命相对较短，大约只有70~90天，而成人红细胞寿命约为120天，所以新生儿红细胞破坏快，产生的胆红素就多。比如足月儿每千克体重每天产生的胆红素约为8.8mg，而成人约为3.8mg。血红蛋白含量高： 新生儿体内血红蛋白含量比成人高，正常足月儿血红蛋白量约为170g/L，早产儿更高，较多的血红蛋白被分解，进而产生更多胆红素。
肝脏处理胆红素能力不足方面
摄取胆红素能力弱： 新生儿肝细胞内Y、Z蛋白含量低，出生后5~10天才达到成人水平，所以摄取胆红素的能力较差，使得未结合胆红素不能及时被摄取。例如，新生儿肝脏中Y蛋白含量约为成人的50%，Z蛋白约为成人的20%~30%。结合胆红素能力不足： 肝细胞内尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UDPGT）活性低且含量不足，该酶能将未结合胆红素转化为结合胆红素，由于其不足，结合胆红素的能力就弱，导致未结合胆红素在体内堆积。而且这种酶要到出生后1周左右才逐渐成熟，所以新生儿生理性黄疸在出生后2~3天开始明显出现。
肠肝循环特点方面
肠道菌群未完全建立： 新生儿肠道内正常菌群尚未完全建立，肠道内的β-葡萄糖醛酸苷酶活性较高，这种酶能将结合胆红素水解成未结合胆红素，使得肠道内未结合胆红素重吸收增加，从而加重黄疸。一般在出生后2~3天肠道菌群开始建立，此时肠肝循环的影响会逐渐改变。排泄胆红素能力有限： 新生儿排泄结合胆红素的能力相对有限，使得结合胆红素不能及时排出体外，也会促使生理性黄疸的持续存在。足月儿一般在出生后2周内，结合胆红素排泄逐渐完善，黄疸消退；早产儿排泄结合胆红素的时间会更晚一些，可能延迟到3~4周。