尿素循環障礙類疾病的臨床表現主要是高氨血癥的毒性現象，所以各型疾病之間癥狀互相重疊。臨床癥狀的嚴重程度與酶缺陷的程度相對平行。完全性酶缺陷的癥狀嚴重，起病早，新生兒期即出現暴發性高氨血癥的表現。初生時正常，哺乳后外源性氨和體內蛋白分解的內源性氨均因酶的缺乏而不能合成尿素，故而出現高氨血癥，生后數天內開始嗜睡、拒哺乳、嘔吐。隨著血氨蓄積的增加，出現過度換氣、呼吸性堿中毒、體溫不升、呼吸暫停、肌張力低下或增高。可有驚厥發作。常致昏迷，進行性腦干功能減弱，顱內壓增高，多在嬰兒期死亡。
部分性酶缺乏時，多在生后數月或更晚些起病。兒童期起病的高氨血癥癥狀較輕，呈間歇性出現。對蛋白質不耐受，在食入較多蛋白或間發感染時血氨明顯升高，出現陣發性急性嘔吐、厭食、頭痛、共濟失調。可有嗜睡、神志模糊，甚至昏迷。有的有驚厥、行為異常、易激惹、多動或攻擊行為。慢性病程，可有發育不良，進行性腦變性癥狀，智力落后。精氨基琥珀酸尿癥有特殊的結節性脆發癥(trichorrhexis nodosa)