- Kali ngoại bào có nồng độ thấp so với Natri ngoại bào nên không có vai trò đáng kể đối với nồng độ thẩm thấu của dịch ngoại bào. Tuy nhiên, sự thay đổi nồng độ kali ngoại bào lại có ảnh hưởng rõ ràng đến hoạt động chức năng của tế bào hơn là natri, nhất là các tế bào có hoạt động điện thế (tế bào thần kinh, tế bào cơ). Giảm nồng độ kali máu không phản ảnh thực chất của giảm kali trong toàn bộ cơ thể. Với xét nghiệm có nồng độ kali máu giảm, thì thực chất lượng kali trong cơ thể đã giảm với lượng đáng kể. Khi nồng độ K+ ngoại bào giảm , sự vận chuyển chủ động K+ vào trong tế bào giảm, trong khi sự vận chuyển thụ động K+ ra ngoài tế bào tăng cho đến khi K+ đạt một giá trị thăng bằng mới.

- Kali cần thiết cho nhiều chức năng của cơ thể, bao gồm hoạt động thần kinh và cơ. Kali là cation nội bào chính, với nồng độ khoảng 145 mEq/l, trong khi nồng độ ở dịch ngoại bào, trong đó có máu, là 4 mEq/l. Hơn 98% lượng kali trong cơ thể nằm trong tế bào; việc đo lường kali từ mẫu máu tương đối không nhạy: dao động nhỏ trong máu tương ứng với thay đổi rất lớn trong tổng dự trữ kali của cơ thể.
- Chênh lệch thẩm thấu giữa khoảng nội bào và ngoại bào của kali cần thiết cho chức năng thần kinh; cụ thể là kali cần cho tái phân cực màng tế bào đến trạng thái nghỉ sau khi trải qua một điện thế động. Giảm lượng kali ngoại bào dẫn đến tăng phân cực điện thế màng ở trạng thái nghỉ, từ đó kích thích cần phải lớn hơn bình thường để có thể gây khử cực màng nhằm khởi đầu một điện thế động. Ngoài ra, giảm kali ngoại bào gây ức chế sự hoạt động của kali trong cơ thể và sự chậm trễ quá trình tái cực tâm thất. Tái cực chậm trễ này có thể thúc đẩy các rối loạn nhịp.
- Cơ tim cũng ví là một tế bào và hoạt động điện cũng tương tự như một tế bào, K+ làm giảm lực co bóp, giảm tính chịu kích thích và giảm dẫn truyền.
- Hình ảnh ECG hạ kali máu bao gồm: Biểu hiện trên điện tâm đồ:
+ Giảm biên độ sóng T
+ ST chênh xuống
+ Sóng U (+) đi theo sau sóng T, tốt nhất xem ở V2, V3. Trong những trường hợp hạ kali máu nặng sóng U khổng lồ có thể gặp làm nhầm lẫn với sóng T. Để phân biệt tình huống này, có thể dựa vào một số qui luật sau:
+ Sóng T nhọn trong tăng kali có khuynh hướng nền hẹp, đỉnh cao và nhọn ưu thế , QT bình thường hoặc ngắn
+ Sóng U trong hạ kali thì nền rộng và kéo dài QT ST chênh xuống
+ Rối loạn nhịp thất (như ngoại tâm thu thất, torsade de pointes, rung thất)
+ Rối loạn nhịp nhĩ (như ngoại tâm thu nhĩ, rung nhĩ)