人体在受到各种特殊环境刺激时（如发热、感染、外伤、运动量过大、精神因素刺激等）需要增加能量供给，正常人是靠血糖分解来产生能量的。

糖尿病患者由于胰岛素缺乏或胰岛素抵抗存在，当身体需要额外能量时，血糖虽然较高但却不能分解产生足够的能量，身体只有动员、分解贮存的脂肪产生能量，这个过程由于不是正常的产生能量过程，所以会产生平时不会产生的代谢产物——酮体，脂肪分解越快，酮体生成就越多，酮体主要包括乙酰乙酸、α-羟丁酸及丙酮，都是具有酸性的物质，如果这时身体的酸碱平衡尚在正常范围内，就称为酮血症（又称为酮症）。

如果酮体进一步增加时，身体的酸碱平衡就会发生改变而偏酸性，这时就称为酮症酸中毒。此时除血糖增高、尿酮体强阳性外，血pH值下降，血二氧化碳结合力降低。病情严重时可发生昏迷，称糖尿病酮症酸中毒昏迷。

糖尿病酮症酸中毒是糖尿病的严重并发症，在胰岛素应用之前是糖尿病的主要死亡原因。胰岛素问世后其病死率已经大大降低。