Trong cơ thể của bất kỳ sinh vật sống nào, các chất chuyển hóa có mức độ oxy hóa khác nhau được hình thành, mỗi chất đều ở trạng thái cân bằng động và phản ánh hiệu quả của việc đưa nó vào cơ thể bằng máu hoặc xa hơn bằng nước tiểu. Nếu sự hình thành các chất chuyển hóa mạnh hơn mức độ trung hòa của chúng, quá trình axit hóa máu sẽ xảy ra, dẫn đến nhiễm toan. Đồng thời, tỷ lệ các hợp chất quyết định sự cân bằng axit-bazơ của cơ thể (ABC) thay đổi.
Có một số loại nhiễm toan: còn bù, bù trừ và mất bù. Nhiễm toan là kết quả của việc tăng vận chuyển proton ở ống thận xa, gây ra bởi sự tăng tổng hợp thể ketone do tăng nồng độ các chất nền như axit amin, chất béo, carbohydrate và giảm tái hấp thu amoniac ở ống thận xa. Ngoài ra còn có sự giảm bài tiết các ion amoni, phốt phát, sunfat và clorua (do suy giảm thẩm thấu), do sự cân bằng của ống thận-ống gần bị xáo trộn. Tái hấp thu creatinine cũng giảm. Máu trở nên có tính axit hơn, pH dưới 7,2 (pH nước tiểu 4,5 - 6,9). Nếu tình trạng nhiễm toan như vậy kéo dài hơn hai tuần, nó thường chuyển sang dạng mất bù. Sau này chỉ có thể được bù đắp bằng cách truyền tĩnh mạch dung dịch kiềm. Khi mất bù, độ pH trong máu giảm xuống dưới 7.
Dạng bù trừ được đặc trưng bởi tình trạng nhiễm kiềm hiệu quả kéo dài và độ pH được duy trì ở mức 7 hoặc cao hơn, bất kể tình trạng cụ thể nào.