多种原因可以引起血液镁偏高，血清镁浓度高于1.25mmol/L，称为高镁血症，具体原因如下：
1、如果镁摄入过多，比如主要见于静脉内补镁过快、过多，可以造成血液镁偏高。
2、如果镁排出过少也可以引起血液镁偏高，肾脏有很强的排镁能力，即使摄入大量的镁，也不至于引起高镁血症，因此肾排镁减少是高镁血症最重要的原因。
3、肾功能衰竭是高镁血症最常见的原因，多见于急慢性肾功能衰竭，伴有少尿或无尿时，肾小球滤过率降低，肾排镁减少，严重脱水，伴有少尿。严重脱水使得有效循环血容量减少，肾小球滤过率降低，随尿排镁减少，甲状腺功能减退。甲状腺激素合成和分泌减少，抑制肾小管重吸收镁的作用减弱，肾脏排镁障碍，肾上腺皮质功能减退。由于醛固酮减少，肾保钠排镁的作用减弱，尿排镁也会减少，引起血液镁偏高。
4、如果细胞内镁转移到细胞外，也可以造成血液镁偏高，主要见于分解代谢占优势的疾病，比如糖尿病酮症酸中毒，使得细胞内的镁转移到细胞外。