Kun verensokeri laskee liian alas, elimistössä käynnistyy vastareaktio, joka pyrkii palauttamaan verensokerin normaaliksi. Monet elimistön rauhaset aktivoituvat ja tuottavat verenkiertoon hormoneja, jotka eri tavoin pystyvät nostamaan verensokeria vapauttamalla sitä pääasiassa maksan varastoista. Näistä insuliinin vastavaikuttajahormoneista tärkeimmät ovat haiman saarekkeista erittyvä glukagoni, ja lisämunuaisten erittämä adrenaliini ja kortisoli.
Adrenaliinin aiheuttamat oireet eli insuliinituntemukset käynnistyvät ensimmäisinä, hermosto-oireet normaalisti vasta, kun verensokeri laskee vielä alemmaksi. Nukkuessa matalan verensokerin oireena voi olla levoton uni, hikoilu ja painajaiset. Yöllä matalalla käynyt verensokeri voi myös näkyä vaihtelevana aamun verensokeriarvona.
Useimmiten matalan verensokerin oireet alkavat kun verensokeri laskee alle hypoglykemian rajan eli 4 mmol/l. Tuntemukset ovat kuitenkin yksilöllisiä ja niihin vaikuttavat monet tekijät. Esimerkiksi verensokerin yleinen hoitotasapaino ja se kuinka nopeasti verensokeri laskee vaikuttavat matalan verensokerin oireisiin. Jos verensokeri on jo pidempään ollut korkealla tasolla, jo verensokerin 4–5 mmol/l taso voi saada aikaan matalan verensokerin tuntemuksia. Toisaalta, jos verensokeritaso on yleisesti matala, matalan verensokerin tuntemukset voivat heikentyä tai hävitä kokonaan.
Matalan verensokerin oireet voivat myös vuosien kuluessa muuttua. Alkuperäiset adrenaliiniin liittyvät tuntemukset (eli "insuliinituntemukset") heikkenevät ja normaalisti hitaammin esiin tulevat hermosto-oireet saattavat olla ensimmäinen oire alhaisesta verensokerista.