Cualquier fármaco que funcione ocasionará en algún momento un efecto colateral. En el caso del litio, tiene una ventana terapéutica muy estrecha: hay un valor de litio en la sangre por debajo del cual no es eficaz, y un valor por encima en que el litio es tóxico.

Entre los efectos colaterales agudos encontramos el temblor, las diarreas, alteraciones como incremento de la sed, y un incremento de peso de tres o cuatro kilos en el primer año de tratamiento. A largo plazo, el litio puede alterar el equilibrio de las hormonas tiroideas y paratiroideas y en las funciones del riñón. Otro aspecto es el problema de la intoxicación, qajue en algunos casos, dependiendo de los valores en la sangre, puede llegar a ser una emergencia. Los síntomas son de tipo neurológico, cardiológico y renales.  En algunos casos estos síntomas van acompañados de visión borrosa, confusión hasta la sedación y coma.