El plomo es un neurotóxico que interfiere con procesos críticos del desarrollo en el sistema nervioso central, dañando potencialmente de forma irreversible el cerebro en desarrollo. Cualquier nivel detectable de plomo en sangre se asocia con efectos adversos en el coeficiente intelectual y en otros resultados del neurodesarrollo. El plomo altera funciones básicas del sistema nervioso —como la señalización modulada por calcio— a concentraciones muy bajas in vitro. Los niveles de plomo suelen alcanzar su punto máximo a los 2 años de edad; la misma edad en la que se produce una reducción significativa de las conexiones dendríticas, entre otros eventos cruciales para el desarrollo. Es posible que la exposición al plomo en ese momento interfiera con un proceso crítico del desarrollo en el SNC; sin embargo, dicho proceso específico aún no ha sido claramente identificado.
El plomo tiene efectos importantes que no son de naturaleza neuroevolutiva. Los riñones son órganos diana frecuentes, y los niños expuestos al plomo presentan un riesgo significativamente mayor de desarrollar hipertensión en la edad adulta. El plomo interfiere con la capacidad del organismo para utilizar nutrientes vitales como la vitamina D y el hierro. La exposición se ha vinculado con un retraso en el crecimiento. Los niveles elevados de exposición (concentraciones de plomo en sangre superiores a 40 µg/dL) pueden provocar anemia, nefropatía y encefalopatía, con riesgo de convulsiones potencialmente mortales y edema cerebral en niveles superiores a 100 µg/dL. Los efectos en la salud derivados de la exposición durante las primeras etapas de la vida pueden no manifestarse clínicamente hasta etapas posteriores de la misma. Entre los ejemplos de consecuencias adversas latentes se incluyen el TDAH, retrasos en el aprendizaje y el crecimiento, un coeficiente intelectual más bajo, problemas de desarrollo y de conducta, hipertensión, pérdida de audición y problemas reproductivos.