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動悸（どうき）、発汗、脱力、意識レベルの低下などの症状があり、通常、血液中のブドウ糖濃度（血糖値）が70mg/dL未満の場合、低血糖と診断される。糖尿病の治療薬（血糖降下薬）の副作用としておこることが多いが、ホルモンの異常や胃の手術後など、他の原因の場合もある。
薬の種類や用量の誤り、食事の遅れ、食事摂取量が少ない、強く長い身体活動、体内のホルモンの異常によるもの、手術で胃を切除した後やアルコールの影響、栄養失調状態、サプリメント服用、肝不全、腎（じん）不全、心不全などでもおこることがある。
血糖値が60mg/dL以下になると交感神経刺激症状（発汗、不安、動悸、頻脈、手指のふるえ、顔面蒼白（そうはく）など）が、50mg/dL程度に低下すると中枢神経症状（頭痛、目のかすみ、空腹感、眠気など）、さらに50mg/dL以下になると意識レベルの低下、異常行動、けいれんなどが出現し、昏睡（こんすい）に陥る（ただし、症状の現れ方には個人差がある）。
上記の低血糖症状があり、通常、血糖値が70mg/dL未満の場合、低血糖と診断する。血液検査で血液中のホルモン（インスリンなど）の値や肝臓・腎臓などの機能を調べる。腹部CT（コンピュータ断層撮影）でホルモンの異常をおこしうるような特殊な腫瘍（しゅよう）がないかどうか調べる。
意識がはっきりしており、経口摂取が可能であれば、ブドウ糖やブドウ糖を含む飲料を摂取する。ブドウ糖の摂取によっても改善しない場合は、医療機関を受診して治療を受ける。
意識がない場合は、救急車をよぶと同時に、ブドウ糖を口唇の裏に塗る（意識がない人の口に、無理やり水分を流し込むことは誤嚥（ごえん）のもとになり、危険であるため）。医療機関では、低血糖の原因を調べ、原因にあった治療や予防法で対応が行われる。
なお、糖尿病患者の家族が使用できる応急処置用の薬剤（血糖値を上昇させるグルカゴン製剤）もあり、従来は注射薬のみであったが、近年、点鼻薬も使用できるようになった。
高齢者や自律神経障害を伴う場合では、自覚症状がないまま意識消失などの重篤な低血糖に至る「無自覚性低血糖」がおこることがある。重症低血糖は認知症、心血管疾患発症、死亡の危険因子となる。