Blyforgiftning påvirker først og fremst nervesystemet, spesielt hos små barn. Den utviklende hjernen er spesielt utsatt for blys toksiske effekter, og selv lave nivåer av bly kan forårsake varige kognitive og atferdsproblemer. Bly kan skade nevroner, svekke nevrotransmitterfunksjonen og forstyrre utviklingen av nervesystemet. Hos voksne kan blyforgiftning føre til en rekke nevrologiske symptomer, inkludert hukommelsesproblemer, hodepine, humørforstyrrelser og reduserte reaksjonstider.
