Toidumürgituse põhjustab tavaliselt teatud tüüpi bakteritega saastunud toidu allaneelamine. Viiruste, parasiitide ja teatud kemikaalidega saastumine võib samuti põhjustada toidumürgitust. Toidumürgituse sümptomid erinevad olenevalt põhjusest, kuid enamik toidumürgituse juhtudest hõlmavad selliseid sümptomeid nagu oksendamine, kõhulahtisus ja kõhukrambid.
Lisaks nendele kolmele tavalisele sümptomile on toidumürgistuse muid sümptomeid, mis võivad esineda olenevalt nakatavast organismist. Bakteriaalsest infektsioonist põhjustatud kõhulahtisus põhjustab ka palavikku ja võib põhjustada ka vere või lima ilmnemist väljaheites. Viirusnakkustest põhjustatud toidumürgitus põhjustab seevastu sageli peavalu ja oksendamist.
Üldiselt põhjustab kõhulahtisust sagedamini bakteriaalne infektsioon, samas kui oksendamine on tavaliselt põhjustatud viirusinfektsioonist. Sellest reeglist on siiski mõned erandid. Mõned haigused, nagu koolera, põhjustavad tugevat oksendamist ja kõhulahtisust. Teised mikroorganismid põhjustavad ainulaadsema hulga sümptomeid, mis ei piirdu ainult seedetraktiga. Üks selline juhtum on botulism, mille põhjustab bakter Clostridium botulinum. Botulismi sümptomiteks on skeletilihaste halvatus, samuti iiveldus ja oksendamine.
Toidumürgituse nähud on seotud põletiku tekkega seedetraktis. Seda tüüpi põletikku võivad põhjustada bakterite, viiruste või parasiitide kasv, toksiinide sekretsioon mikroorganismide poolt ja teatud kemikaalide olemasolu. Põletik ja liigne veekadu on põhjustatud sooleseina kahjustamisest mikroorganismide poolt eritatavate toksiinide, mikroorganismide endi või allaneelatud kemikaalide poolt.
Paljud toidumürgitusega inimesed kogevad ka dehüdratsiooni sümptomeid. Seda seetõttu, et oksendamise või kõhulahtisuse tagajärjel võib kaduda suur kogus vedelikku. Dehüdratsioon võib põhjustada iiveldust, väsimust ja peapööritust. Uriin on tumedam, suu ja nina võivad tunduda kuivad ning jäsemetes võivad tekkida krambid. Dehüdratsiooniga võitlemiseks peaksid toidumürgitusega inimesed jooma rohkelt vedelikku, kuid peaksid jooma aeglaselt, ilma suurtes kogustes vedelikku sisse võtmata.
Toidumürgituse sümptomid võivad ilmneda ootamatult või hilinenud. Näiteks salmonella toidumürgituse sümptomid ilmnevad tavaliselt ühe kuni kolme päeva jooksul pärast saastunud toidu allaneelamist. Seevastu Staphylococcus aureus’ega saastunud toidu sissevõtmine põhjustab kuue tunni jooksul toidumürgituse sümptomeid. Parasiitidel, nagu Giardia intestinalis ja bakterid Listeria monocytogenes, on inkubatsiooniperiood kuni neli nädalat, enne kui nad hakkavad sümptomeid põhjustama.