海绵窦化脓性血栓通常起病急骤，伴有高热、眼眶部疼痛及眶部压痛，常伴剧烈头痛、恶心和呕吐，并可出现意识障碍。眼静脉回流受阻使球结膜水肿、患侧眼球突出、眼睑不能闭合和眼周软组织红肿。动眼神经常与滑车、外展及三叉神经第1支，有时为三叉神经第2支同时受累;出现眼睑下垂、眼球运动受限、眼球固定和复视等，有时因眼球突出可使眼睑下垂不明显。
患者可并发脑膜炎、脑脓肿。若颈内动脉海绵窦段出现炎性改变和血栓形成，可有颈动脉触痛，出现对侧中枢性偏瘫及偏身感觉障碍。如波及垂体可引起脓肿、坏死，导致水及电解质代谢紊乱。脑脊液检查可见白细胞增高。
如因化脓性栓子导致血栓形成进展速度较快，使脑深部静脉或小脑静脉受累，则患者可出现昏迷。
