中毒性脑病有多种症状，神经系统症状包括意识障碍（轻中重度表现及不同年龄差异）、惊厥（全身性或局限性及儿童特点）、颅内压增高（头痛、呕吐等及不同人群表现）；精神症状有情绪和行为异常（不同年龄差异）、认知障碍（记忆力等减退及不同人群影响）；还有其他伴随症状如眼部症状（视力、眼球运动障碍等）、自主神经功能紊乱（多汗、心率血压异常等）。
一、神经系统症状
意识障碍：是中毒性脑病常见的症状之一，轻度中毒性脑病患者可表现为嗜睡，即处于睡眠状态，唤醒后能配合简单指令；中度患者可出现昏睡，需强烈刺激才能唤醒；重度患者则会陷入昏迷，对任何刺激均无反应。不同年龄人群意识障碍表现可能有差异，儿童可能还会伴有烦躁不安等前驱表现后迅速进入意识障碍状态，这与儿童神经系统发育尚不完善，对中毒因素更敏感有关。例如某些重金属中毒引发的中毒性脑病，儿童可能更早出现意识方面的明显改变。
惊厥：可表现为全身性或局限性抽搐。全身性惊厥表现为四肢抽搐、双眼上翻、口吐白沫等；局限性抽搐则是身体某一局部的抽动。儿童由于大脑皮层发育不成熟，更易发生惊厥，且惊厥发作时可能更频繁、程度更剧烈。比如一些有机磷农药中毒导致的中毒性脑病，儿童惊厥发生率相对较高，这是因为有机磷农药抑制胆碱酯酶活性，影响神经系统正常功能，儿童神经系统对这种酶活性变化更敏感。
颅内压增高：表现为头痛、呕吐，婴儿可能还会出现前囟饱满、张力增高。头痛多为持续性胀痛，呕吐常为喷射性呕吐。老年人由于脑血管弹性下降等因素，颅内压增高时头痛、呕吐等表现可能不如年轻人典型，但同样需要重视。例如一氧化碳中毒引起的中毒性脑病，颅内压增高是常见表现，这是由于一氧化碳与血红蛋白结合，导致脑组织缺氧、水肿，进而引起颅内压升高。
二、精神症状
情绪和行为异常：患者可能出现情绪不稳定，如易激动、抑郁等；行为方面可能表现为躁动不安、胡言乱语、行为怪异等。在一些药物中毒引发的中毒性脑病中较为常见，不同年龄人群表现有差异，老年人可能情绪异常相对隐匿，而儿童可能更易出现明显的行为紊乱。比如某些镇静催眠药物过量中毒导致的中毒性脑病，患者可能出现胡言乱语、行为不受控制等精神症状，这与药物对中枢神经系统的抑制和干扰有关。
认知障碍：可出现记忆力减退、注意力不集中、定向力障碍等。记忆力减退表现为对近期发生的事情遗忘明显；注意力不集中则是难以持续关注某一事物；定向力障碍包括对时间、地点、人物的定向障碍，如不知道现在是何时、身处何地、身边人物是谁等。对于有长期慢性中毒病史的人群，认知障碍可能逐渐加重，不同年龄人群受影响程度不同，老年人本身认知功能随年龄增长有一定下降趋势，中毒性脑病可能加速其认知功能减退。例如慢性铅中毒引起的中毒性脑病，患者可能逐渐出现认知方面的问题，影响日常生活和工作。
三、其他伴随症状
眼部症状：可能出现视力障碍，如视物模糊、视力下降等；还可能有眼球运动障碍，表现为眼球不能正常转动等。某些有毒气体中毒导致的中毒性脑病可能累及眼部神经，影响眼部功能。例如硫化氢中毒引发的中毒性脑病，可能出现眼部的一系列异常表现，这是因为硫化氢对神经系统多个部位包括眼部神经有损害作用。
自主神经功能紊乱：可表现为多汗、面色潮红或苍白、心率和血压异常等。多汗可能是全身或局部出汗增多；心率异常可表现为心动过速或心动过缓；血压异常可出现血压升高或降低。在一些化学物质中毒导致的中毒性脑病中较为常见，不同年龄人群自主神经功能紊乱的表现可能因基础健康状况不同而有差异。比如急性苯中毒引起的中毒性脑病，患者可能出现自主神经功能紊乱的相关表现，这与苯对神经系统和自主神经系统的毒性作用有关。
