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多项国外研究表明，肥胖与缺血性及出血性脑卒中的发病均呈显著正相关。一项针对21 414例美国男性医师，平均随访12.5年的前瞻性研究结果发现，与BMI<23kg/m 2 者相比，BMI≥30kg/m 2 者发生缺血性脑卒中的相对危险度（ RR ）为l.95（95% CI ：1.39~2.72），发生出血性脑卒中的 RR 为2.25（95% CI ：1.01~5.01）；BMI每增加1kg/m 2 ，发生出血性和缺血性脑卒中的 RR 分别增加6%（95% CI 分别为1%~12%和3%~8%），经高血压、糖尿病及高胆固醇血症等危险因素调整，缺血性脑卒中发生危险由增加6%变为增加4%，而出血性脑卒中发生危险并未因上述因素的调整而改变。
中国1/5的脑卒中患者是由于超重／肥胖（BMI>23kg/m 2 ）引起的。赵连成等对我国不同地区10组共24 900名受试者，平均随访15.2年的研究发现，低体重组（BMI<18.5kg/m 2 ）、正常体重组（BMI为18.5~23.9kg/m 2 ）、超重组（BMI为24.0~27.9kg/m 2 ）和肥胖组（BMI≥28kg/m 2 ）发生缺血性脑卒中的 RR 分别为0.56、1.0、2.03和1.98，与非超重者相比，超重和肥胖者的缺血性脑卒中事件归因危险度为53.3%，人群归因危险度为16.1%，提示BMI与缺血性脑卒中的发病风险呈显著正相关。我国进行的一项前瞻性研究，共入选212 000例初始年龄在40~79岁男性，平均随访10年，结果显示在BMI≥25.0kg/m 2 的人群中，脑卒中（包括缺血性和出血性脑卒中）死亡率随BMI升高显著增加， P <0.001），而BMI<25.0kg/m 2 的人群，BMI与脑卒中的死亡率并无显著关联。我国肥胖问题工作组汇总分析了4组队列共计76 227例受试者，合计随访745 346人年，结果表明，BMI是缺血性脑卒中的独立危险因素，BMI每增加2.0kg/m 2 ，脑卒中及缺血性脑卒中的发病风险分别升高6.1%和18.8%；将BMI控制在24kg/m 2 以下，缺血性脑卒中发病率男性和女性可分别降低15%和22%。
对于肥胖与脑卒中之间的关系尚存在一些不同看法。如认为肥胖仅与缺血性脑卒中的发病呈正相关，与出血性脑卒中的发病无关。一项女性健康研究队列共纳入39 053名受试者，平均随访10年，结果显示，与BMI≤25.0kg/m 2 者相比，BMI≥30.0kg/m 2 者卒中、缺血性脑卒中及出血性脑卒中的发生危险比分别为1.50（95% CI ：1.16~1.94）、1.72（95% CI ：l.30~2.28）和0.82（95% CI ：0.43~1.58），提示BMI是缺血性脑卒中而非出血性脑卒中的危险因素。我国一项纳入全国10个地区（5个城市和5个农村）、30~79岁的489 301名社区居民，随访9年后共有32 448例脑卒中患者，研究发现超重／肥胖（BMI >23.0kg/m 2 ）造成14.7%的脑卒中发病风险、16.5%的缺血性脑卒中发病风险和6.7%的出血性脑卒中发病风险。BMI与缺血性脑卒中和出血性脑卒中的发病均存在正向相关；BMI每增加5.0kg/m 2 ，收缩压升高8.3mmHg（1mmHg=0.133kPa）；校正收缩压的影响后，BMI与缺血性脑卒中发病风险的相关强度减弱，与出血性脑卒中的发病风险呈负相关。研究者认为肥胖可能通过影响血压进而导致缺血性脑卒中；而偏瘦可能增加出血性脑卒中的发生风险，或抵消较低水平的血压带来的保护效应。
国内外大部分临床研究认为，中心型肥胖（腹型肥胖）和脑卒中的关系更为密切。瑞典哥德堡大学采用超声技术对肥胖者脂肪分布情况的研究表明，在肥胖程度相同的情况下，男性腹型肥胖者发生脑卒中的危险较外周型肥胖者增加3~5倍，女性腹型肥胖者中也可见这一关联。美国南加州大学的一项最新研究结果表明，35~54岁女性脑卒中的发生与自身肥胖关系密切，中年女性的腰围（WC）与其脑卒中患病率成正比。1999—2004年35~54岁女性脑卒中患病率为1.79%，而1988—1994年同龄女性的脑卒中患病率仅为0.63%。研究分析这两个时期患者的病史及其WC、BMI、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和血压等临床评分项目，结果发现，1999—2004年女性腹型肥胖患者比例较1988—1994年显著增加（58.9%和47.4%， P <0.000 1）。因而，研究者认为，腹型肥胖是中年女性发生脑卒中的危险因素。其他研究也分别发现，与BMI相比，高腰围身高比（WHtR）或腰围（WC）与脑卒中的发病风险更具相关性。
一项在我国进行的前瞻性队列研究，共纳入74 942例初始年龄为40~70岁、BMI≤26.6kg/m 2 的女性，平均随访7.3年的结果显示，腰臀围比（WHR）、腰围（WC）及腰围身高比（WHtR）等指标均与脑卒中以及缺血性和出血性脑卒中发生风险密切相关。2002年中国居民营养与健康状况调查，覆盖全国31个省、自治区及直辖市，纳入受访者47 414例，结果发现，脑卒中患者共388例，其中40%存在代谢综合征。代谢综合征人群患脑卒中的风险较正常人群高10倍，但不同类型代谢综合征人群脑卒中发病危险不尽相同，其中以高血压和WC超标对脑卒中影响最大，这些特点在老年人中尤为突出。各危险因素的组合中，危险性由高到低排序是：高血压合并腹型肥胖>高血压合并高密度脂蛋白胆固醇降低>高血糖合并腹型肥胖>高血压合并高血糖，不同组合的危险性差别可达数倍。
肥胖可能通过促炎细胞因子、脂肪因子、脂肪细胞代谢的改变和胰岛素的升高等多种因素导致癌症发病率上升，但具体机制仍在研究之中。尽管如此，研究表明超重肥胖导致的癌症病例几乎有一半发生在西方高收入国家（252 500例或46%），反映了肥胖与癌症的发生发展存在关联，显著增加多种癌症的患病风险。国际癌症研究机构（IARC）2016年关于身体脂肪问题的一份报告认为，有足够的证据表明，体内脂肪含量过高与罹患乳腺癌（绝经后）、结肠和直肠癌、子宫体（子宫内膜）癌、食管癌（腺癌）、胆囊癌、肾癌、肝癌、脑膜瘤、多发性骨髓瘤、卵巢癌、胰腺癌、胃（贲门）癌和甲状腺癌这13种癌症风险之间存在因果关系。
胃癌、大肠癌、结肠癌等消化系统相关的癌症中，大肠癌与肥胖关系的研究文献最多。流行病学研究表明，肥胖者罹患胃肠癌症的危险性比正常体质量的人群高出1.5~2.0倍。在欧洲，大概11%的大肠癌病例与肥胖相关。男性中肥胖会使罹患大肠癌的风险增加30%~70%，但女性中缺乏关联性。美国胃肠病学会指南的近期大肠癌筛查结果提示，肥胖个体是罹患大肠癌的高危人群。肥胖和超重人群更容易患上结肠息肉。Okabayashi等对在美国、亚洲以及欧洲开展的23项研究数据进行了分析，结果显示肥胖人群中有22%患结肠息肉，而体质量正常的人群中只有19%患结肠息肉，因此得出结论：息肉发病风险随BMI的升高而升高。但也有研究者认为，一旦息肉形成，是否快速发展为癌症似乎与BMI并不相关。
结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是世界范围内最常见的恶性肿瘤之一，在男性和女性癌症发病率中分别居第三位和第二位。美国15%~20%的癌症可归因于超重和肥胖，并且有研究显示肥胖使CRC的发生风险增加了19%，据估计，2013年美国有近51 000人死于CRC。BMI和WC的增长加大了男性结肠癌的患病风险，但在女性中的证据较弱或不明确。男性和女性患直肠癌的风险也不一致。从历史数据来看，与相应的西方国家人群相比较，亚洲国家人群中CRC的发病率较低，但目前很多亚洲国家人群CRC的发病率却呈上升趋势。
日本有一项研究发现，肥胖和超重与日本女性结肠癌死亡风险相关，而不是男性。这可能是由于日本男性和女性BMI比西方人低（日本平均BMI基线，男性为22.7kg/m 2 ，女性为22.9kg/m 2 ）。此外，除了已知的乳腺癌和子宫内膜癌等激素相关癌症外，更年期状态也是女性结肠癌风险与肥胖相关的关键性因素。Terry等首次将他们的研究与更年期状态相联系，认为肥胖与绝经期前女性CRC风险增加2倍有关。一项大样本队列研究也显示，BMI的增长对CRC风险的影响在女性绝经期前、后的差异有统计学意义（ P =0.03），绝经期前女性风险显著增加（ RR= 1.61，95% CI ：1.05~2.45），而在绝经期后女性中（ RR =0.99，95% CI ：0.88~1.12）未观察到。一项包括多个不同国家约900万人的大样本前瞻性研究系统回顾结论显示：普通肥胖和中心型肥胖与CRC风险呈正相关。
肥胖与乳腺癌的关系也得到了极大的关注。日本一项对397 644名健康人群进行的1年随访研究，共发现234例乳腺癌病例，结果显示在绝经妇女中，乳腺癌高发风险与BMI呈显著相关：与BMI为20.0~23.9kg/m 2 的女性相比，BMI≥24kg/m 2 的女性罹患乳腺癌的风险显著增加。20岁之后BMI增长并达到肥胖这个因素成为罹患乳腺癌的主要风险，而且对60岁以上女性的影响更显著。一项纳入282 000例病例的Meta分析显示，患乳腺癌的危险性随BMI增加而增加，BMI>30kg/m 2 者患乳腺癌的风险是正常人的1.3~2.0倍。大量研究证实，绝经后女性患乳腺癌的风险与体重、BMI呈正相关。但对于绝经前女性的影响却不同。2011年Suzuki等在41 594例健康女性参与的前瞻性队列调查研究中发现，绝经后肥胖女性患乳腺癌的风险增加1.31倍（95% CI ：1.07~1.59），而绝经前肥胖女性患乳腺癌的风险未见增加。此外，越来越多的研究证据表明，肥胖会导致乳腺癌的预后变差。相对于体重正常的女性，肥胖女性乳腺癌的复发风险有所增加（ HR =2.43，95% CI ：1.34~4.41），并导致10年内因罹患乳腺癌而死亡的风险增加（ HR =2.41，95% CI ：1.00~5.81）。
肥胖与不同部位癌症的关系存在差异，许多尚无定论。有研究认为，肥胖与前列腺癌的发病率有直接联系，但也有相反结论的证据。有学者采用随机效应模型对剂量-反应进行荟萃分析，包括了有关局部前列腺癌患者（1 033 009人中19 130病例）的12项研究，高危前列腺癌患者（1 080 790人中7 067病例）的13项研究。结果显示：肥胖对前列腺癌的影响具有两面性，局部前列腺癌与BMI呈负相关，高危前列腺癌与BMI呈正相关。
肥胖会导致人体内分泌代谢发生一系列变化，如引起胰岛素与糖代谢的紊乱。肥胖者一般都有高胰岛素血症，肥胖越严重，血浆胰岛素水平就越高，两者之间的关系成正比。肥胖还会引起生长激素减少，因为体内过高的胰岛素水平会促进肝脏中生长抑制素的合成，当大量促生长抑制素作用于脑垂体时，就会抑制垂体分泌生长激素。同时肥胖者体内游离脂肪酸增高，而过多的游离脂肪酸也会使生长激素分泌受到抑制。此外，肥胖易导致性激素分泌失调，特别是女性，由于雌性激素水平持续增长，使卵泡刺激素和黄体生长素分泌受到抑制，失去了正常的周期性，从而影响卵泡的生成和排卵，造成月经不调、不孕、闭经。
糖尿病作为一种内分泌紊乱的代谢性疾病，影响人群广，社会关注度高。肥胖与糖尿病的发生密切相关。有研究发现，肥胖人群与体重正常人群相比，患糖尿病的相对风险为7.19（95% CI ：5.74~9.00），当调整年龄、糖尿病家族史、身体活动三方面混杂因素后，肥胖人群糖尿病患病风险仍为7.28（95% CI ：6.47~8.28）。肥胖女性2型糖尿病发病风险是正常体重女性的9.18倍，肥胖男性风险是正常体重者的5.26倍。有学者研究了1999—2006年美国一项成年人肥胖与糖尿病关系的项目，将BMI分为四组，超重组、Ⅰ级肥胖组、Ⅱ级肥胖组和Ⅲ级肥胖组糖尿病的患病率分别是15%、23%、33%、43%，分别是正常BMI人群组糖尿病患病率的2倍、3倍、4倍和5倍多。一项对印第安人的随访研究结果肯定了BMI预测糖尿病发病风险的价值，认为其是一项单独预测糖尿病的指标，但也有不同的观点。在毛里求斯进行的一项随访5年多研究发现，BMI与中心型肥胖指标预测糖尿病发生的效力相同。一项纳入32项研究的Meta分析显示，BMI、腰围（WC）、腰围身高比（WHR）与2型糖尿病发生的相对风险 RR 值分别为1.87（95% CI ：1.67~2.10）、1.87（95% CI ：1.58~2.20）和1.88（95% CI ：1.61~2.19），WHR对糖尿病发生风险的预测略优于BMI和WC。我国一项纳入35项研究的荟萃分析也得到了相同的结果。
近年来儿童肥胖所致内分泌代谢紊乱问题也日益受到关注。以肥胖为始发因素，因内分泌脂代谢紊乱和内分泌器官病理性改变及激素分泌异常所致的儿童常见内分泌代谢性疾病有代谢综合征、2型糖尿病、高血压等；少见的有下丘脑综合征、垂体瘤（促肾上腺皮质激素腺瘤、生长激素瘤）、皮质醇增多症、多囊卵巢综合征等。肥胖给儿童的生长发育和身心健康带来极大伤害，并影响到其成年后的健康状况。
肥胖不仅会导致各种疾病以及给患者造成很多生活的不便，而且也会对人的心理产生潜在的危害。肥胖者容易受到排斥与嘲笑，同时对一些心脑血管疾病感到忧心忡忡。肥胖者长时间笼罩在心理阴影之下，会对其健康带来更多的危害。流行病学调查表明：精神症状与女性肥胖及腹部脂肪分布有关。中年男性腰臀比（WHR）与抑郁、焦虑、睡眠障碍等有关。在研究应激、抑郁等社会心理因素与WHR变化关系时发现，无论抑郁和WHR的基础值如何，抑郁症状越严重，个体的WHR值增加越明显。抑郁等负性情绪障碍者贪食行为也较多见，且贪食发作时难以自控。负性情绪症状不论对正常还是肥胖个体的体重波动均有影响。肥胖者在减肥后情绪均有明显改善。对进食行为的影响方面，和消瘦者相比，肥胖者进食行为相对受外在因素影响大，如进食时间长短，食物的视觉、嗅觉等，而受内在因素如饥饿、饱感等影响小。肥胖者限制饮食后更易出现贪食，在一些特殊环境下出现进食行为的脱抑制。
超重、肥胖儿童普遍存在心理健康问题。与正常体重青少年相比，肥胖青少年显得体态臃肿、动作笨拙，运动中更易出汗疲劳、气喘吁吁，安静时则易瞌睡。肥胖青少年的活动不灵活，在集体活动中经常受同学的排斥、嘲笑，为保护自尊心而极少参加各项活动或拒绝参加，久而久之形成自卑、退缩、依赖的心理和行为上的障碍。美国杜克大学的一项研究发现，4~9岁肥胖症男童发生抑郁的比率是正常儿童的4倍。有研究显示，肥胖和抑郁之间可以相互影响，个体肥胖可以预测其抑郁症状的发生，反过来，个体抑郁也可以预测其肥胖的发生。肥胖男孩和女孩都更容易感觉孤单、生气、神经质。在自尊心受损的肥胖儿童中吸烟、饮酒和抑郁现象较多，未经治疗的抑郁又可以导致肥胖，抑郁与肥胖互为因果，形成恶性循环。流行病学研究结果显示，BMI与青少年抑郁之间的关系存在显著的性别差异。相比男孩，女孩更易因超重和肥胖而引发心理健康问题，这与女孩更看重自身体形的想法一致。超重的女孩可能比男孩更易受到外界对其超重的取笑和负面评价的影响，由此导致她们出现更多的负面情绪、人际冲突和低自尊等。中老年人不会对形体过分在意，却会因为肥胖可能引起心脑血管疾病等而忧心忡忡，造成心理负担。由此可见，肥胖对人的心理能产生极大危害，应受到高度关注。