腦栓塞可發生於各個年齡，但其中以青壯年多見。腦栓塞通常沒有前驅表現，多在活動中突然發病（約有1/3患者於睡眠中發病）。其進展迅速，可在數秒至數分鐘內發展至病情高峰，是發病最急的腦卒中。

其危險性相對較高，一旦發現異常需要儘快採取相應的治療措施。要注意的是，並非每個腦栓塞患者臨床表現都一樣，不同患者的症狀具有差異，是因為症狀可取決於栓塞部位，栓子的性質、數量、變化過程，患者的併發症等等因素。

一般來說，腦栓塞多表現為完全性卒中。約有50％-60％的患者起病時有持續時間較短的意識障礙。如為大腦中動脈主幹，或者是頸內動脈造成的大面積腦栓塞，患者可能發生顱內壓增高、嚴重腦水腫，出現昏迷、抽搐發作。如果是椎-基底動脈系統栓塞，也可能迅速發生昏迷。

侷限性神經缺失症狀也是較多見的臨床症狀。

約有4/5腦栓塞可能累及大腦中動脈主幹、分支，會造成偏癱、偏身感覺障礙、失語，甚至存在侷限性癲癇發作等等。其中偏癱以面部和上肢症狀較重，下肢症狀相對較輕。

約有1/5腦栓塞發生在椎-基底動脈系統，患者具體表現有眩暈、複視、發音異常、吞嚥困難、共濟失調等等。另外，偶爾可見較大栓子在基底動脈主幹栓塞，會導致患者突然昏迷、四肢癱。

患者除了腦栓塞的特異性表現之外，還存在導致腦栓塞的原發疾病表現。比如為風溼性心臟病、冠心病等等導致的腦栓塞，患者可有相應症狀，如心律失常等。部分患者有心臟手術史、血管內治療史、長骨骨折史等。

出現這些異常表現，患者要儘早進行檢查，包括頭顱CT、MRI，腦脊液檢查，其他常規檢查等。

其中頭顱CT、MRI對腦栓塞的診斷存在明確意義，可顯示梗死灶部位、形態等，還可判斷梗死程度。一般在發病24-48小時後可見低密度梗死灶。

如為出血性梗死，患者腦脊液檢查可見血性腦脊液，或者鏡下見紅細胞；如為感染性腦栓塞，比如亞急性細菌性心內膜炎等，患者腦脊液檢查可見白細胞增多，達200×10^6/L；如為脂肪栓塞，可在腦脊液中發現脂肪球存在。

其他檢查包括心電圖、超聲心動圖、血管造影、頸動脈超聲等等，均對腦栓塞的判斷存在積極意義。