中枢性呼吸衰竭有多种表现，呼吸频率可增快或减慢，脑桥病变致潮式呼吸、延髓病变致间停呼吸，儿童呼吸节律异常更复杂；血气分析见PaO低于60mmHg、PaCO高于50mmHg，儿童血气分析值与成人有别；常伴意识障碍，轻度注意力不集中等，病情进展有嗜睡等，有基础疾病者意识障碍更早更重，儿童需特别关注；还可能伴头痛、头晕等，有高血压或老年患者需密切监测。
血气分析异常
血气分析是评估中枢性呼吸衰竭的重要指标。动脉血氧分压（PaO）降低，正常范围为95-100mmHg，中枢性呼吸衰竭时PaO可低于60mmHg；动脉血二氧化碳分压（PaCO）升高，正常范围为35-45mmHg，当PaCO高于50mmHg时提示存在二氧化碳潴留。不同性别在中枢性呼吸衰竭时血气分析的改变并无明显性别差异，但年龄因素会影响血气分析结果，儿童的肺功能与成人不同，其PaO和PaCO的正常范围与成人有别，儿童的PaO正常范围相对较低，PaCO正常范围相对较高，在评估儿童中枢性呼吸衰竭的血气分析时需考虑这些年龄特点。
意识障碍表现
中枢性呼吸衰竭常伴有意识障碍。轻度中枢性呼吸衰竭时可能仅表现为注意力不集中、反应迟钝；随着病情进展，可出现嗜睡、昏睡，严重时可陷入昏迷。不同病史的患者发生中枢性呼吸衰竭时意识障碍的出现时间和程度可能不同，例如有中枢神经系统基础疾病（如脑梗死、脑出血等）的患者，本身神经系统功能已有损害，发生中枢性呼吸衰竭时意识障碍可能更早出现且程度更重。对于儿童患者，中枢性呼吸衰竭导致的意识障碍需要特别关注，因为儿童的神经系统发育尚未成熟，意识障碍可能对其脑功能发育产生更严重的影响，应及时识别和处理。
其他伴随症状
可能伴有头痛、头晕等症状。头痛的发生与颅内压变化等因素有关，当存在中枢性呼吸衰竭时，颅内可能出现一系列病理生理改变，导致头痛。头晕则可能与缺氧、二氧化碳潴留影响脑的血液供应和代谢有关。对于有高血压病史的患者，中枢性呼吸衰竭时的头痛、头晕等症状可能会加重原有病情，需要密切监测血压等指标；而对于老年患者，中枢性呼吸衰竭伴发的头痛、头晕等症状可能提示病情更为严重，因为老年人的各脏器功能相对减退，对缺氧和二氧化碳潴留的耐受能力较差，需要加强监护和及时干预。
