Ein schwerer Magnesiummangel ist äußerst selten. Das erste Zeichen eines Mangels ist ein Magnesium-Serumspiegel unterhalb der Norm – die sogenannte Hypomagnesämie (Magnesiummangel). Mit der Zeit beginnt auch der Calcium-Serumspiegel abzusinken, obwohl das PTH (Parathyroidhormon) ansteigt um den Verlust zu kompensieren und obwohl genügend Calcium mit der Nahrung aufgenommen wird. Normalerweise bewirkt das PTH eine Mobilisierung von Calcium aus den Knochen, um den Calcium-Serumspiegel zu erhöhen und so einer Hypocalcämie entgegenzuwirken. Mit fortschreitendem Magnesiummangel sinkt auch das PTH ab, zusammen mit dem Serumspiegel von Kalium wobei Natrium im Körper zurückbehalten wird.
Zeichen einer schweren Unterversorgung mit Magnesium sind Hypomagnesiämie (Magnesiummangel), Hypocalcämie (Calciummangel), Hypokaliämie (Kaliummangel) und niedrige PTH-Konzentrationen im Serum. Zudem treten – wahrscheinlich bedingt durch die Hypocalcämie – Muskelkrämpfe und Zittern, Appetitlosigkeit, Übelkeit, Erbrechen und Persönlichkeitsveränderungen auf.