新生儿黄疸的严重并发症主要是胆红素脑病。当血清胆红素重度升高，或者是同时存在着高危的一些因素，这样可以使未结合胆红素，通过血脑屏障进入大脑里面引起胆红素脑病，胆红素脑病多见于生后一周内，最早可于生后的第1到2天出现神经系统的症状；溶血性黄疸出现较早，多发生在出生后的3到4天；早产儿或其他原因所导致，大多于生后的6到10天。当存在着早产、窒息、呼吸困难或者是缺氧、严重的感染、低蛋白血症、有低血糖、低体温、酸中毒或者是体重低于1.5公斤这些高危因素时，血清胆红素低于临界值都可以发生胆红素脑病。一般胆红素脑病在重度黄疸高峰后12到24小时内出现症状。