Az ólommérgezés elsősorban az idegrendszert érinti, különösen kisgyermekeknél. A fejlődő agy különösen érzékeny az ólom mérgező hatásaira, és még az alacsony ólomszint is tartós kognitív és viselkedési problémákat okozhat. Az ólom károsíthatja az idegsejteket, károsíthatja a neurotranszmitterek működését, és megzavarhatja az idegrendszer fejlődését. Felnőtteknél az ólommérgezés számos neurológiai tünethez vezethet, beleértve a memóriazavarokat, fejfájást, hangulati zavarokat és csökkent reakcióidőt.