חמור מגנזיום מחסור הוא נדיר ביותר. הסימן הראשון למחסור הוא סרום מגנזיום ברמה נמוכה מהרגיל - נקרא היפומגנזמיה (מחסור במגנזיום). עם הזמן הסרום סידן רמת מתחילה גם לרדת, למרות ש- PTH (הורמון יותרת התריס) עולה כדי לפצות על ההפסד ולמרות שנבלע סידן מספיק במזון. בדרך כלל, PTH גורם סידן להתגייס מה- עצמות להגברת רמות הסידן בסרום כדי לנטרל היפוקלצמיה. כפי ש מגנזיום מחסור מתקדם, PTH יורד גם יחד עם רמות בסרום אשלגן לפיו נתרן נשמר בגוף. סימני חמור מחסור במגנזיום כוללים היפומגנסמיה (מחסור במגנזיום), היפוקלצמיה (סידן מחסור ב), היפוקלמיה (אשלגן חסר) וריכוזי PTH בסרום נמוכים. בנוסף, כנראה בגלל היפוקלצמיה, שרירים התכווצויות ורעידות, אובדן תיאבון, בחילה, הקאה, ושינויים באישיות מתרחשים.
