大脑缺氧时会出现多种症状。一般来说，轻度大脑缺氧可能会有头晕、头痛等表现，比如有些人会感觉头部昏沉，像有东西压迫一样，持续时间可能较短，几分钟到几小时不等。
神经系统方面的症状
头晕： 大脑缺氧较常见的表现就是头晕，患者会感觉自身或周围环境有晃动感，尤其是在活动后可能会加重。比如站立或行走时，头晕症状比安静休息时更明显。头痛： 大脑缺氧还可能引发头痛，疼痛的程度因人而异，有的是轻微的胀痛，有的则较为剧烈。疼痛部位多集中在头部两侧或头顶等部位。
呼吸系统方面的症状
呼吸加快： 当大脑缺氧时，人体会通过加快呼吸来获取更多氧气，此时呼吸频率会比正常状态下增快。比如正常呼吸频率是16 - 20次/分钟，大脑缺氧时可能会达到25次/分钟以上。呼吸困难： 严重的大脑缺氧可能会导致呼吸困难，患者会感觉吸气不足或呼气费力，严重时可能会出现喘息等表现。
其他方面的症状
精神状态改变： 大脑缺氧会影响人的精神状态，可能出现注意力不集中的情况，比如原本能很好完成的工作，此时难以集中精力去做。还可能出现情绪波动，如烦躁不安等。视力模糊： 部分大脑缺氧的人会出现视力模糊的现象，看东西不如以往清晰，可能会有视物重影等情况。