Zatrucie wodne spowodowane jest nadmiernym spożyciem wody w krótkim okresie czasu. Prowadzi to do zakłócenia normalnego funkcjonowania mózgu z powodu braku równowagi elektrolitów w płynach ustrojowych. Ludzie składają się z około 55 do 65% wody, w zależności od płci, więc woda jest niezbędna do przeżycia. Woda sama w sobie nie jest w żaden sposób toksyczna, ale szybkie spożycie dużej ilości wody może osłabić równowagę związków sodu w płynach ustrojowych.
Nasz organizm ma zrównoważoną metodę przetwarzania i wydalania płynów poprzez mocz lub pot. Nadmierne rozcieńczenie poziomów sodu i potasu w osoczu krwi poprzez nadmierne spożycie wody nazywa się hiponatremią i przyczynia się do tzw. przesunięcia osmotycznego płynu wewnątrz i na zewnątrz komórek. Nacisk z tego działania powoduje obrzęk komórek, często w ośrodkowym układzie nerwowym, w tym w mózgu. Może to skutkować zatruciem wodnym, które nie jest tak poważne jak zatrucie wodne lub jak to się nazywa hiperhydratacją.
Kiedy błony komórkowe nie wytrzymują już ciśnienia, komórki mogą zacząć obumierać. Jest to wskazane w poważniejszych postaciach zatrucia wodą i zatrucia wodą. Objawy tego stanu to zawroty głowy, wymioty, ból głowy, nudności i brak reakcji. Kiedy sód w osoczu krwi spada do niebezpiecznego poziomu, może wystąpić obrzęk mózgu, śpiączka, drgawki i prawdopodobnie śmierć.
To, co stanowi śmiertelną ilość wody, może się różnić w zależności od osoby, w zależności od jej stanu zdrowia, aktywności fizycznej w czasie, temperatury i czasu, w którym osoba spożywa wodę. Dla niektórych jednorazowe spożycie sześciu pintów (trzech litrów) może okazać się śmiertelne. Chociaż osoba spożywająca wodę może stracić dużo płynów z powodu pocenia się podczas ciężkiej pracy lub ćwiczeń, elektrolity nie są uzupełniane wystarczająco szybko, aby uniknąć zatrucia wodą.
Szczególnie narażeni na zatrucie wodą są sportowcy uprawiający biegi długodystansowe. Ze względu na konieczność uzupełnienia dużej ilości utraconego płynu biegacze muszą pić dużo wody. Może to prowadzić do zatrucia, dlatego biegacze muszą uzupełniać płyny napojami sportowymi z dodatkiem elektrolitów.
Inne czynniki, które przyczyniają się do zatrucia wodą, to zażywanie ecstasy i praktyki zamglenia. Wielu entuzjastów podczas zażywania ecstasy pije duże ilości wody, aby uniknąć odwodnienia. Ich ograniczona zdolność rozumowania może uczynić to zachowanie niebezpiecznym. Wielu studentów zostało pospiesznie przewiezionych do szpitala po wypiciu nadmiernych ilości wody podczas rytuałów mgły. Choroby psychiczne mogą również prowadzić do zatrucia wodą. Polidypsja psychogenna to stan, w którym osoba dotknięta chorobą odczuwa potrzebę picia dużej ilości wody z nieznanych przyczyn.
Tego stanu można całkowicie uniknąć. Dla sportowców najlepszą radą jest zwracanie uwagi na to, ile wody jest spożywane podczas jednego siedzenia, a także używanie napojów dla sportowców w celu uzupełnienia utraconych płynów. Kiedy ktoś odczuwa pragnienie, ciało sygnalizuje odwodnienie, a nie brak równowagi w elektrolitach. Wśród ekspertów medycznych powszechnie przyjmuje się, że ważniejsze jest unikanie odwodnienia niż próba uniknięcia zatrucia wodą. Pijąc wodę należy ufać swojemu instynktowi i kierować się zdrowym rozsądkiem.