婴儿黄疸病主要是由于胆红素代谢异常引起的。新生儿出生后，体内胆红素产生过多，而肝脏对胆红素的摄取、结合和排泄能力相对不足，约60%足月儿和80%早产儿在生后2-3天会出现生理性黄疸，通常7-10天可消退。
胆红素生成过多方面
红细胞破坏过多： 胎儿在宫内处于相对低氧环境，红细胞数量较多，出生后血氧含量增高，大量红细胞被破坏，产生胆红素。比如一些新生儿有同族免疫性溶血，像ABO血型不合溶血，母亲血型为O型，胎儿为A型或B型，就会导致红细胞破坏增多，胆红素生成增加。肝肠循环增加： 新生儿肠道内正常菌群尚未建立，肠道内的结合胆红素不能被还原成尿胆原、粪胆原排出体外，而经肠道细菌作用后，又被重吸收进入肝脏，使肝肠循环增加，从而导致胆红素水平升高。
肝脏胆红素代谢障碍方面
摄取胆红素能力不足： 新生儿出生时肝细胞内Y、Z蛋白含量低，生后5-10天才达到正常水平，所以摄取胆红素的能力有限，容易导致未结合胆红素在体内积聚。例如早产儿这种情况更明显，早产儿肝脏中Y、Z蛋白含量比足月儿更低，摄取胆红素的能力更弱。结合胆红素功能差： 肝细胞内尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基转移酶（UGT）含量低且活性差，不能将未结合胆红素充分结合成结合胆红素。这种酶要到出生后1周左右才逐渐增多，所以新生儿尤其是早产儿结合胆红素的能力较弱，使得未结合胆红素堆积。
胆汁排泄障碍方面
胆管堵塞： 有些婴儿可能存在先天性胆道闭锁，这会导致胆汁排泄受阻，结合胆红素不能正常排泄到肠道，从而反流入血，引起胆红素升高。先天性胆道闭锁多在出生后2周左右被发现有黄疸持续不退且逐渐加重的情况。新生儿肝炎： 新生儿感染病毒等因素可引起新生儿肝炎，导致肝细胞功能受损，胆汁排泄障碍，使得胆红素排泄不畅，血中胆红素水平升高。比如巨细胞病毒感染引起的新生儿肝炎，就会出现黄疸、肝功能异常等表现。