中枢性呼吸衰竭会引发呼吸频率、节律异常，有发绀表现，伴有精神神经症状及循环系统表现，成人与儿童在各方面表现有差异，如成人呼吸频率异常有浅慢、深快等情况，儿童更明显；潮式、间停呼吸是呼吸节律异常表现；发绀因还原血红蛋白增多致口唇等部位青紫；成人有头痛头晕、烦躁昏迷等精神神经症状，儿童更突出；早期心率加快，晚期有心率失常、血压下降等循环系统表现。
儿童表现：儿童中枢性呼吸衰竭时呼吸频率异常更为明显，新生儿正常呼吸频率约为40-60次/分钟，婴儿为30-40次/分钟，幼儿为20-30次/分钟。中枢性呼吸衰竭时可能出现呼吸频率过快或过慢，过快可能超过上述正常范围，过慢则低于正常范围，这与儿童中枢神经系统发育尚未完善，对呼吸的调节功能相对较弱有关，例如早产儿中枢神经系统发育更不成熟，发生中枢性呼吸衰竭时呼吸频率异常可能更显著。
呼吸节律异常
潮式呼吸：是常见的中枢性呼吸衰竭的呼吸节律异常表现。表现为呼吸由浅慢逐渐变为深快，然后再由深快转为浅慢，随之出现一段呼吸暂停，如此周而复始。这是由于呼吸中枢的兴奋性降低，使调节呼吸的反馈系统失常所致，常见于脑干损伤等引起的中枢性呼吸衰竭情况，无论是成人还是儿童，当存在中枢神经系统病变影响呼吸中枢时都可能出现潮式呼吸，比如成人因脑血管意外导致脑干受损，儿童因脑炎累及呼吸中枢时都可能出现。
间停呼吸：表现为有规律的呼吸几次后，突然停止一段时间，又开始呼吸，其呼吸节律的异常程度较潮式呼吸更重。同样是因为呼吸中枢严重受损，呼吸中枢的兴奋性极度降低，常见于颅内压增高、脑疝前期等严重中枢神经系统病变导致的中枢性呼吸衰竭，成人和儿童均可发生，例如儿童因颅内感染导致颅内压急剧升高时可能出现间停呼吸。
发绀
机制：中枢性呼吸衰竭时，由于通气不足或气体交换障碍，导致血液中还原血红蛋白增多，当还原血红蛋白浓度超过50g/L时，就会出现发绀。
表现：口唇、甲床等部位出现青紫现象。成人和儿童都可能出现，在成人中，比如慢性阻塞性肺疾病合并中枢性呼吸衰竭时，发绀较为常见；儿童中，如先天性中枢神经系统发育异常合并呼吸衰竭时，也会出现口唇、甲床等部位的发绀，而且儿童皮肤较薄，发绀可能更为明显易观察。
精神神经症状
成人表现：可能出现头痛、头晕，这是因为呼吸衰竭导致脑缺氧，引起脑血管扩张、脑水肿等。还可能出现烦躁不安、意识模糊甚至昏迷等情况，随着中枢性呼吸衰竭的加重，脑缺氧进一步加重，神经系统功能受到严重影响，例如成人因脑出血导致呼吸中枢受损出现中枢性呼吸衰竭时，早期可能表现为烦躁，随着病情进展可出现意识模糊、昏迷等。
儿童表现：儿童中枢性呼吸衰竭时精神神经症状更为突出，新生儿可能表现为拒奶、嗜睡，婴儿可能出现易激惹、哭闹不安，随着病情发展可出现抽搐、昏迷等。这是由于儿童中枢神经系统对缺氧更为敏感，而且儿童神经系统发育尚未成熟，脑缺氧对其影响更大，比如儿童因脑膜炎引起呼吸中枢受累导致中枢性呼吸衰竭时，早期可能出现精神萎靡，随后可出现抽搐、昏迷等严重神经症状。
循环系统表现
早期表现：中枢性呼吸衰竭时，机体为了保证重要脏器的供血，会出现心率加快，这是一种代偿机制。成人和儿童都会出现这种情况，成人可能心率超过100次/分钟，儿童心率会超过其年龄段正常范围，例如婴儿正常心率为110-130次/分钟，中枢性呼吸衰竭时可能超过此范围。
晚期表现：随着病情进一步加重，出现严重缺氧和二氧化碳潴留时，会导致心肌受损，出现心率失常，如心动过缓等，还可能出现血压下降，因为缺氧和二氧化碳潴留影响了心血管系统的正常功能，成人和儿童均可出现，成人可能因心肌受损出现心功能不全相关表现，儿童可能出现面色苍白、四肢厥冷等休克前期表现，严重时出现休克。
