急性一氧化碳中毒的症状表现与中毒的严重程度密切相关，一般可分为轻度、中度和重度中毒。

轻度中毒者血液中碳氧血红蛋白浓度为10% - 20%。患者会出现头痛、头晕、耳鸣、眼花、恶心、呕吐、心悸、四肢无力等症状。部分患者可能会有短暂的晕厥情况，但意识大多是清楚的。此时若能及时脱离中毒环境，吸入新鲜空气，症状通常会在数小时内得到缓解。

中度中毒时，血液中碳氧血红蛋白浓度达到30% - 40%。除了上述轻度中毒的症状加重外，患者会出现面色潮红、多汗、脉快、烦躁、步态不稳等表现，还会出现浅至中度昏迷。患者的瞳孔对光反射、角膜反射可迟钝，腱反射减弱。经及时救治后，患者可在数天内恢复正常，一般无明显的并发症和后遗症。

重度中毒时，血液中碳氧血红蛋白浓度大于50%。患者会呈现深度昏迷状态，各种反射消失，大小便失禁，四肢厥冷，血压下降，呼吸急促。还可能出现脑水肿、肺水肿、心肌损害、心律失常和呼吸抑制等严重并发症，死亡率较高。即使经过积极抢救存活下来，也可能会遗留不同程度的神经系统后遗症，如痴呆、记忆力减退、肢体瘫痪、震颤麻痹综合征等。

此外，部分急性一氧化碳中毒患者在意识障碍恢复后，经过约2 - 60天的“假愈期”，还可能出现迟发性脑病，表现为精神意识障碍、锥体外系神经障碍、锥体系神经损害、大脑皮质局灶性功能障碍等。