急性铊中毒症状有恶心、呕吐、口淡、腹痛、腹泻等胃肠道症状。神经系统损伤症状多出现在急性铊中毒2~5天之后。主要有肢端神经痛、肌无力等，可出现头疼、嗜睡、神经错乱、幻觉、惊厥、谵妄、昏迷等。
慢性铊中毒的特征表现是共济失调、感觉异常、肌无力、肌肉萎缩等。另外脱发是铊中毒的明显表现，一般在急性中毒后3周左右出现，表现为斑秃或全秃，可有眉毛脱落。
铊中毒的脱发一般可逆，在病后数月可恢复。铊中毒患者可有窦性心动过速、心绞痛、贫血、淋巴细胞减少等。铊中毒患者还可出现视神经损伤，表现为视神经炎、视神经萎缩、视力减退甚至失明。铊中毒重症患者可有肺水肿、呼吸衰竭、休克等，可于数周内死亡。