Magen-Darm-Infekte mit Bakterien oder Viren verursachen Übelkeit und Erbrechen, die meistens von Bauchschmerzen und Durchfall begleitet sind. Die Krankheitserreger werden mit der Nahrung, zum Beispiel durch verdorbene Speisen oder verschmutztes Trinkwasser aufgenommen. Vermehren sie sich im Magen-Darm-Trakt, versucht der Körper die Erreger möglichst schnell wieder loszuwerden und über eine verstärkte Darmtätigkeit sowie über das Erbrechen „herauszuspülen". In der Regel sind Magen-Darm-Infekte wenig bedrohlich und das Immunsystem des Körpers bekämpft die Erreger schnell, sodass die Symptome nach ein bis vier Tagen wieder verschwunden sein sollten. Allerdings kann es bei anhaltendem Erbrechen und extremem Durchfall zu starken Wasser- und Elektrolytverlusten kommen, die dem Körper schaden.
Eine weitere mögliche Ursache sind Stoffwechselerkrankungen, die bei Nieren- oder Leberversagen sowie durch eine Entgleisung bei Diabetes mellitus entstehen. Auch Erkrankungen wie Schilddrüsenüberfunktion, Morbus Addison und Funktionsstörungen der Nebenschilddrüsen können als Symptomatik Übelkeit und Erbrechen auslösen.
Eine mehr oder minder starke Übelkeit, die von Erbrechen begleitet sein kann, zeigt sich auch als Reaktion auf verschiedene Medikamente wie Antirheumatika, Zytostatika in der Krebstherapie und Digitalis bei Herzerkrankungen. Ebenso reagiert der Körper auf Giftstoffe wie Alkohol, Nikotin oder Schwermetalle.
Zentrale Ursachen einer Übelkeit können auch Erkrankungen des Innenohrs oder Störungen des Gleichgewichts sein, bei denen ein Gefühl von Schwindel entsteht, welches die Übelkeit verursacht. Dazu gehören die so genannten Bewegungskrankheiten (Kinetosen), die Entzündung des Innenohrs (Labyrinthitis) und der Morbus Menière (Erkrankung des Innenohrs mit Tinnitus, Hörverlust und Drehschwindel).
Erkrankungen des Gehirns wie ein Hirntumor, Hirndruckerhöhungen durch eine Blutung und Hirnhaut- oder Gehirnentzündungen können über eine Reizung des Brechzentrums im Gehirn Erbrechen auslösen. Typischerweise fehlt bei diesen Krankheiten jedes Gefühl von Übelkeit oder Brechreiz und die Betroffenen erbrechen plötzlich und im Schwall.