急性CO中毒的表现根据中毒程度不同而有所差异，一般可分为轻度、中度和重度三个阶段。

轻度中毒时，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。部分患者可能有短暂的晕厥。此时如果能及时脱离中毒环境，吸入新鲜空气，症状可迅速缓解，一般不留后遗症。

中度中毒时，血液中碳氧血红蛋白浓度为30% - 40%。患者上述症状会加重，可出现面色潮红、口唇呈樱桃红色、多汗、心率加快、烦躁、步态不稳、浅至中度昏迷等表现。对疼痛刺激可有反应，瞳孔对光反射和角膜反射可存在，腱反射减弱，呼吸、血压和脉搏可有改变。经过积极治疗，患者可在数日内恢复正常，一般无明显并发症。

重度中毒时，血液中碳氧血红蛋白浓度大于50%。患者会陷入深昏迷，各种反射消失，可呈去大脑皮质状态。常有脑水肿而伴有惊厥、呼吸抑制；可有休克和严重的心肌损害，出现心律失常，偶可发生心肌梗死；有时并发肺水肿、上消化道出血、脑局灶性损害，如锥体系或锥体外系损害体征。皮肤可出现大水疱和红肿，多见于昏迷时肢体受压迫的部位。该部位肌肉血液供应受压可导致压迫性肌肉坏死，坏死肌肉释放的肌球蛋白可引起急性肾小管坏死和肾衰竭。重度中毒患者死亡率高，存活者多有不同程度的后遗症，如痴呆、记忆力减退、肢体瘫痪等。

此外，急性CO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。