Na zespół Downa składa się około 300 cech, przy czym wystarczy 6 z grupy tzw. cech kardynalnych, aby noworodka przebadać pod kątem choroby. Do cech kardynalnych zalicza się mongoidalne ustawienie szpar powiekowych, zmarszczkę nakątną, deformacje kształtu twarzoczaszki, deformacje uszu, gotyckie podniebienie, mięsisty język, otwarte usta, postawę ciała. Jednak większość wad wrodzonych w przebiegu zespołu Downa to wady małe, zwane cechami dysmorficznymi, które nie wpływają na jakość życia chorego. Szacuje się, że stanowią około 79% wszystkich problemów składających się na obraz choroby. Obok nich występują poważniejsze schorzenia, takie jak wymagające interwencji chirurgicznej wady wrodzone serca, pierwotny niedobór odporności oraz lekki lub umiarkowany stopień upośledzenia umysłowego.
U chorych stwierdza się małe napięcie mięśniowe i wiotkość mięśni, która jest odpowiedzialna za wady postawy i charakterystyczny, powłóczysty chód oraz tendencję do otwierania ust i wysuwania języka, przy czym na tę ostatnią cechę wpływ ma także mała pojemność jamy ustnej. Masa urodzeniowa noworodków z trisomią 21 jest o 500 g niższa niż średnia populacyjna. W okresie dojrzewania natomiast większość dzieci ma nadwagę, która utrzymuje się w wieku dorosłym. Ostateczna wysokość ciała jest niższa niż średnia populacyjna – mężczyźni mierzą 150 cm, kobiety 140 cm. Zauważa się także dysproporcję między wzrostem a długością kończyn, ręce i nogi są grube, a dłonie szerokie.
Wady w obrębie twarzoczaszki:
Wady w obrębie kończyn oraz tułowia:
Wady serca i układu krążenia:
Wady przewodu pokarmowego:
Wady układu szkieletowego:
Wady układu moczowo-płciowego i płodność:
Pozostałe choroby mogące występować w przebiegu zespołu Downa częściej niż u zdrowych osób:
Przy czym istotny jest fakt, że osoby z trisomią chromosomu 21. mają mniejszą tendencję do zapadania na nowotwory (z wyjątkiem wspomnianej białaczki), mniejsze ryzyko retinopatii cukrzycowej i stwardnienia tętnic.
Osoby z zespołem Downa mają charakterystyczny chód i najczęściej nieprawidłową postawę ciała. Hipotonia, czyli małe napięcie mięśniowe jakie towarzyszy zespołowi Downa jest przyczyną problemów z opanowaniem ruchów chwytnych i lokomocyjnych – są one niezgrabne i nieskoordynowane. Postawa ciała jest nieprawidłowa – dziecko ma opuszczoną głowę, zaokrąglone plecy, zwisające ręce, nieproporcjonalne w stosunku do długości ciała. Miednica jest wysunięta do przodu w stosunku do nóg w trakcie chodzenia, a sam chód jest ciężki, przy czym dziecko opiera ciężar ciała na całych stopach. Nadmierna rozciągliwość więzadłowo-mięśniowa powoduje, że połączenia kości wydają się być nadmiernie luźne i wiotkie, a kończyny są przez to elastyczne.
Większość chorych jest upośledzona umysłowo w stopniu łagodnym (IQ 55–70) lub w średnim (IQ 35–55), przy czym dzieci z mozaikowatością mają zwykle iloraz inteligencji wyższy o 10–30 punktów od reszty chorych. W trisomii chromosomu 21. upośledzenie przejawia się w obniżeniu poziomu funkcjonowania intelektualnego, któremu towarzyszy deficyt w zakresie zachowań adaptacjnych, zdolności poznawczych, koordynacji wzrokowo-słuchowej i mowy. Najlepiej osoby te mają wykształconą inteligencję emocjonalną, przy czym szybko nawiązują także kontakty społecznie. Łagodne upośledzenie przy odpowiedniej opiece może dać się wyprowadzić do tego stopnia, że osoba będzie dawać sobie radę w życiu bez pomocy lub z niewielką pomocą opiekuna.
Nieprawidłowa budowa anatomiczna krtani i wiotkość mięśni oddechowych powodują trudności w nauce i rozwoju mowy. Dziecko z reguły zaczyna mówić z opóźnieniem, mowa jest zniekształcona i trudna do zrozumienia, głos chrypiący. Gaworzenie, które u zdrowych dzieci pojawia się pod koniec 1. roku życia u chorych na zespół Downa może mieć miejsce dopiero koło 6. roku. Chore maluchy wchodzą w okres wyrazu dopiero koło 18. miesiąca życia, a czasem nawet w wieku 10 lat. Okres zdania natomiast może być opóźniony nawet o kilkanaście lat. Dzieci jednak często zanim nauczą się mówić, rozumieją otoczenie i potrafią się z nim skomunikować. Im wyższy jest poziom inteligencji, typ lepiej rozwija się mowa, a struktura zdań jest bogatsza.