溺水发生后，人们因为惊恐或者是恐慌，或者是由于寒冷的刺激会引起一气道的强烈痉挛，或者是因为本能屏气，使气流很难以进入体内，当憋到一定程度以后，由于低压血症必须张嘴呼吸，所以这时水分会流入到呼吸道。不管是干性淹溺还是湿性淹溺，机体都会因为缺血缺氧而造成的二氧化碳潴留产生酸中毒。大脑是对缺氧最敏感的组织，所以病人可以很快进入意识障碍状态，甚至是昏迷。一般刚没入水很快被救起，机体缺氧的时间不长，可能很会苏醒。
大脑缺血、缺氧超过5分钟，损伤不可逆。如果救起的时间过长，甚至发生心跳呼吸停止，大脑缺血、缺氧的时间会更延长，损伤会更严重。超过10分钟心肺复苏即使成功，脑组织的死亡也会先于心肌。所以即使有的病人经过心肺复苏有心跳和呼吸，大脑细胞组织损伤也不可逆，所以也就不可能清醒，临床上称为生物学死亡。
