Il kernicterus può verificarsi quando i livelli sierici di bilirubina non coniugata sono superiori a 30 mg/dl ed è improbabile che si verifichi quando i livelli sono inferiori a 20 mg/dl. Le aree del cervello danneggiate dalla tossicità della bilirubina sono i gangli della base, l’ippocampo, il cervelletto e i nuclei del pavimento del quarto ventricolo.