CO中毒的体征和症状变化很大，取决于许多因素，如接触浓度、接触时间等。症状特异性不强，可表现为流感样、精神状态改变、抽搐、昏迷、胃肠道症状、气急、过度通气、头痛、心律失常、心绞痛和红细胞增多症。大脑缺氧和中毒的症状体征是CO中毒的主要表现。轻度脑缺氧可表现为头晕、眼花、头痛、全身疲乏无力、恶心呕吐、胸闷、心悸等。重度脑缺氧病人表现为昏迷伴有肌张力增高和去皮质强直。循环功能处于代偿状态的病人可能最先出现症状，且最为严重，如冠心病病人，严重中毒后可出现急性心肌梗死。
急性中毒可根据下列条件诊断：接触史 (尤其两人以上出现类似的症状体征)，临床表现以中枢神经系统受损为主并排除其他神经系统疾患，必要时可进行血液HbCO测定。不能据此判断预后或制定方案。临床症状与HbCO水平之间也缺乏相关性。动脉血气检查无特别的临床意义。
