Spesso è la mancanza di calcio disponibile nelle cellule a causare la tetania. Un livello basso di calcio nel plasma aumenta la permeabilità delle membrane delle cellule neurali agli ioni di sodio, causando una progressiva depolarizzazione. Ciò si verifica perché gli ioni del calcio interagiscono con la superficie esterna dei canali del sodio nella membrana plasmatica delle cellule nervose. Quando gli ioni di calcio sono assenti il livello di tensione necessario per aprire i canali di sodio è significativamente alterato (è richiesta meno eccitazione). Se lo ione Ca++ nel plasma scende sotto il 50% del livello normale (9.4 mg/dl), aumenta la facilità con cui possono avvenire i potenziali d'azione, causando la contrazione dei muscoli scheletrici periferici.