血清钙离子浓度降低是本病的直接原因。正常小儿血清总钙浓度稳定在2.25～2.75mmol/L（9～1lmg／dl ），主要靠维生素D、甲状旁腺素及降钙素的调节作用予以维持。
血清钙含有三种形式：
① 蛋白结合钙（40％）为1.13 mmol/L（4.5mg／dl ）；
② 弥散钙（60％）1.38 mmol/L（5.5mg／dl ），其中80％为离子钙1.13mmol/L（4.5mg／dl ）；
③ 枸椽酸钙约0.13 mmol／L（0.5mg／dl ）。三者中以钙离子生物活性最强，并受血pH值和血磷浓度的影响，血pH和血磷增高时钙离子浓度降低。当维生素D缺乏时，血钙、磷含量降低，若甲状旁腺功能代偿不全，骨钙不能游离，血钙继续降低，当血清总钙量低于1.75～1.88 mmol／L或游离钙低于l mmol／L时，神经肌肉兴奋性增强，而发生惊厥或手足搐搦。