Пять стадий следуют одна за другой с фатальной последовательностью. Сначала страх перед погружением под воду рефлекторно заставляет вдохнуть максимум воздуха. Тем самым тело на определенное время еще обеспечивается кислородом. Когда нос и рот уходят под воду, то, умеет человек плавать или нет, он автоматически задерживают дыхание. Повышение содержания двуокиси углерода в крови ведет к раздражению дыхательного центра, находящегося в мозгу.
Если концентрация двуокиси превышает определенное пороговое значение, то в следующей стадии безусловный рефлекс заставляет сделать вдох. Хочет человек этого или нет, легкие со всей силой пытаются заполниться воздухом. При этом вода - зачастую вперемешку с воздухом - попадает в бронхи. Это, в свою очередь, вызывает судорожные сокращения диафрагмы, в результате чего попавшая в органы дыхания вода, секрет из бронхов и воздух перемешиваются друг с другом. При этом образуется содержащая белок белая пена, которая через дыхательные пути поднимается вверх, вплоть до носоглотки.
Поскольку одновременно в мозгу продолжает снижаться концентрация кислорода, тело начинает реагировать массированными судорогами: все мышцы начинают бесконтрольно дрожать. В этой стадии утопающий находится уже без сознания.
В пятой, последней фазе дыхание прекращается и сердце останавливается. В зависимости от того, тонет ли человек в пресной или соленой воде, продолжительность отдельных стадий меняется. В случае с морской водой - например, при цунами - в кровь быстро в больших концентрациях через легочные альвеолы попадают ионы кальция и магния. Это практически мгновенно ведет к остановке сердца.
Если же в легкие попадает пресная вода, то через легочные капилляры она попадает в кровь и растворяет красные кровяные тельца. Выделяющийся при этом калий тоже ядовит для сердца. Сердечные волокна перестают сокращаться синхронно, происходит мерцание желудочков. Из-за этого опять же быстро падает концентрация кислорода в мозгу.
И в тропических водах даже лучшие пловцы могут находиться на плаву лишь ограниченное время, потому что рано или поздно наступает переохлаждение. Если температура воды ниже 25 градусов по Цельсию, то тепла, производимого телом, недостаточно для поддержания нормальной температуры тела. Ее падение ниже критического предела не только замедляет обмен веществ и кровообращение, но имеет психические последствия. Человек замечает, как падают его умственные способности, возникают галлюцинации и судороги. Если падение температуры продолжается, деятельность мозга все более угасает, одновременно много тканевой жидкости устремляется в мозг, так что нервные клетки одна за другой гибнут.
Если человек не утонул в результате вынужденного длительного пребывания в соленой или пресной воде, то это еще не гарантия того, что он выживет. Почти в 10% случаев может наступить спазм гортани. Дышать становится невозможно. В течение 48 часов после достижения спасительного берега может наступить так называемое "вторичное утопление". Либо легкие настолько повреждаются грязной водой, что уже не могут восстановить свою функцию, либо возникает отек легких - скопление воды в легочной ткани, что препятствует поглощению кислорода.