临床表现主要表现为高氨血症的神经毒性，遗传性高氨血症临床症状的严重程度与酶活性缺陷的程度相平行，即酶缺陷越严重，起病越早，症状越严重。新生儿期，症状和体征与脑功能障碍密切相关，通常患婴出生时正常，几天后因喂哺含蛋白质饮食，如乳汁后出现症状，表现为拒食、呕吐、呼吸急促、嗜睡并很快进入深昏迷，常有惊厥发作。体检发现除深昏迷外，可有肝脏大、肌张力增高或低下。儿童期起病症状多较轻，呈间歇性发作，急性高氨血症表现为呕吐、神经精神症状如共济失调、神志模糊、焦虑、易激惹和攻击性行为等，可出现嗜睡甚至昏迷，也可表现为厌食和头痛。慢性高氨血症主要表现为进行性脑变性症状，可有体格发育不良及智能低下。

1.血氨增高
血氨常为234.8～587μmol/L(400～1000μg/dl)，正常值参考范围为27～82μmol/L(46～139μg/dl)。高氨血症昏迷时，血氨可高达352.2～1526.2μmol/L(600～2600μg/dl)。
2.氨基酸定量分析
检查血和尿的氨基酸，以判定有无特异性增高。应特别注意谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸、瓜氨酸、精氨酸和精氨酰琥珀酸尿的定量分析，以区别尿素循环的酶缺陷。
3.蛋白负荷试验
尿素循环障碍时，对蛋白食物不耐受，可做蛋白负荷试验以供临床诊断和杂合子检出。早餐自然进食，给蛋白质，观察血氨及血、尿氨基酸和乳清酸变化，每2小时测1次，共3次。
4.测血葡萄糖，血气分析，尿中有机酸
尿素循环障碍时常有呼吸性碱中毒。有机酸尿症也常伴高氨血症，但与尿素循环疾病不同，因其血糖降低，有代谢性酸中毒，尿中排出特异的有机酸。
5.酶活性测定
氨甲酰磷酸合成酶(CPS)活性缺乏引起的高氨血症需经皮做肝活检以测定CPS活性。鸟氨酸氨甲酰基转移酶(OTC)缺乏的诊断也需测肝细胞OTC活性。瓜氨酸血症的诊断应测精氨基琥珀酸合成酶(AS)的活性是否缺乏。精氨基琥珀酸尿症时，可测肝细胞、末梢红细胞、皮肤成纤维细胞内精氨基琥珀酸裂解酶(AL)的活性。疑为精氨酸血症时，应测肝、红细胞、白细胞精氨酸酶的活性。
6.基因分析
可以用分子遗传学方法进行DNA诊断的有OTC缺乏和CPS缺乏。
7.杂合子检出
可根据家系分析、蛋白负荷试验、基因分析或酶活性检查。
8.影像学检查
脑电图检查有异常脑波，有条件时做脑CT检查，其他常规检查有B超和X线等检查

高氨血症需要和下面的症状相互鉴别。
1.新生儿一过性高氨血症
主要见于早产儿。血氨极高者有严重神经系统抑制症状，呼吸困难。如及早血液透析，可在5天内症状缓解，预后较好。低体重儿也可见到无症状性高氨血症。
2.有机酸尿症
常伴高氨血症。其特点是：血氨基酸定量正常，尿乳清酸不高，尿中有特异的有机酸增多，血糖低，血甘氨酸增高，有代谢性酸中毒。
3.赖氨酸尿性蛋白不耐症
伴有高氨血症。由于肾小管和肠上皮对精氨酸，赖氨酸及鸟氨酸的转运缺陷，血中有上述各氨基酸的增高，影响尿素循环的代谢功能。
4.高氨血症-高鸟氨酸血症-同型瓜氨酸尿症
即HHH综合征，系鸟氨酸向线粒体内的转运障碍。

1.排血氨提供氨基酸应尽快从体内排出血氨，同时给予足够的热量及必需氨基酸以减少体内蛋白质的分解。2.加强肾脏排氨给予足量的液体及电解质，为补充热量可加入葡萄糖及胰岛素，静脉输入脂肪每天1g/kg。3.静脉输入苯甲酸钠和苯乙酸钠苯甲酸钠能与内源性的甘氨酸结合形成马尿酸，后者的肾脏清出率甚高，苯乙酸钠与谷氨酸结合形成苯乙酸谷氨酸而易与从尿中排出。急救时可用苯甲酸钠及苯乙酸钠各加入葡萄糖，于2小时内静脉输入，以后每日给苯甲酸钠和苯乙酸钠。4.盐酸精氨酸除因精氨酸酶缺陷所致的高氨血症外，其余的病例均可采用精氨酸治疗。精氨酸既可促进氨的排出，同时补充体内必需氨基酸。新生儿首次发生高氨血症而病因未明时，急救可给予精氨酸。继发于有机酸血症的高氨血症，精氨酸无治疗作用。苯甲酸、苯乙酸、精氨酸同时应用可取的最佳的疗效，首次用药后应持续静点直至急性危重症好转。5.血液透析或腹膜透析腹膜透析数小时后血氨水平可明显下降，大多数经48小时透析血氨水平可恢复正常。6.新霉素及乳果糖为减少肠道细菌产氨，应尽早鼻饲或灌肠给予新霉素或乳果糖，患儿经急救措施神经危重症状得以缓解，但可能还需数日神志才能完全恢复清醒。7.饮食治疗限制蛋白质的摄入，每天供给蛋白质1～2g/kg。8.补充肉碱以上治疗中应补充肉碱，因苯甲酸和苯乙酸都可引起体内肉碱缺乏。9.惊厥禁用丙戊酸因该药可诱发高氨血症。