1、注射反应：静脉注射时常常引起潮红、出汗、口干等症状，快速静脉注射还可能引起恶心、呕吐、心慌、头晕，个别患者出现眼球震颤，减慢注射速度症状可消失。
2、低钙血症：极少数患者出现血钙降低，再现低钙血症。
3、血镁积聚：肾功能不全患者在大剂量用药的情况下，可发生血镁积聚，血镁达到一定浓度时，可出现肌肉兴奋性受抑制、感觉反应迟钝、膝腱反射消失、呼吸开始受抑制；血镁浓度更大时可发生呼吸停止、心律失常等；浓度进一步升高，可使心跳停止。
4、新生儿异常表现：镁离子可自由透过胎盘，造成新生儿高血镁症，表现为肌张力低、吸吮力差、不活跃、哭声不响亮等，少数有呼吸抑制现象。妊娠期间连续应用硫酸镁注射液超过5-7天治疗早产，有导致新生儿低钙和骨骼异常的风险，包括骨量减少和骨折。
5、其他不良反应：可引起皮疹、低血压和休克，还可导致肺水肿。连续使用硫酸镁可出现便秘，部分患者还可出现麻痹性肠梗阻，停药后好转。