PKU是一種遺傳性疾病，故新生兒即有高苯丙氨酸血症，因未進食，血苯丙氨酸及其有害的代謝產物濃度不高，故出生時無臨床表現。如果對新生兒未作苯丙酮尿症篩選，隨著喂食的時間延長，血中苯丙氨酸及其代謝產物逐漸升高，臨床症狀才漸漸表現出來。主要臨床表現有：
1.生長發育遲緩 除軀體生長發育遲緩外，主要表現在智力發育遲緩。表現在智商低於同齡正常嬰兒,生後4～9個月即可出現。重型者智商低於50，約14%以上兒童達白癡水平，語言發育障礙尤為明顯。這些表現提示大腦發育障礙。限製新生兒攝入苯丙氨酸可防止智力發育障礙，重型PKU患兒智力發育障礙比輕型者血中苯丙氨酸濃度高，據此可以認為智力發育障礙與苯丙氨酸毒性有關，但更為詳細的病理生理機製仍不清楚。
2.神經精神表現 由於有腦萎縮而有小腦畸形，反複發作的抽搐，但隨年齡增大而減輕。肌張力增高，反射亢進。常有興奮不安、多動和異常行為。
3.皮膚毛發表現 皮膚常幹燥，易有濕疹和皮膚劃痕症。由於酪氨酸酶受抑，使黑色素合成減少，故患兒毛發色淡而呈棕色。
4.其他 由於苯丙氨酸羥化酶缺乏，苯丙氨酸從另一通路產生苯乳酸和苯乙酸增多，從汗液和尿中排出而有黴臭味(或鼠氣味)。
一般而言，臨床表現與PAH基因突變的類型與臨床表型的嚴重性相關，輔因子缺乏比PAH蛋白異常的臨床表型較輕。
本病診斷應強調早期診斷，以便得到早期治療，以避免智力發育障礙。要得到早期診斷必須在新生兒中進行苯丙酮尿症的篩查。
1.篩查方法 國際上公認的常規篩查方法為Guthrie發現的細菌抑製法。國內已有PKU篩查試劑盒供應。此方法是根據患兒血對培養的變異性枯草杆菌生長帶的大小來估計血中苯丙氨酸的水平。如果估計的血苯丙氨酸的水平在0.24mmol/L則為陽性。此方法可用於出生後3～5天的嬰兒。對有家族史的新生兒更應進行新生兒期篩查。
2.苯丙氨酸負荷試驗 此試驗可以直接了解PAH的活性。負荷劑量為口服苯丙氨酸0.1g/kg，連服3天。經典的PKU患兒血中苯丙氨酸水平在1.22mmol/L以上，輕型者則常在1.22mmol/L以下，後一種結果提示這些患兒可能是無PKU的高苯丙氨酸血症。
3.病因診斷 引起苯丙酮尿症的基因是PAH基因，病因診斷就是檢測PAH基因突變。PAH基因突變的檢測不僅可以對患者做出病因診斷，而且對胎兒可做出產前診斷。基因型與表型之間在大多數病人中存在相關性。不同的突變類型對PAH活性的影響程度也不相同，因此檢測PAH基因突變對判定預後和指導治療也有指導意義。
檢測PAH基因的突變方法很多，但多以多聚酶鏈式反應(PCR)再聯合後述檢測方法中的1種或2種，包括單鏈構形多態性(SSCP)、限切酶片段長度多態性(RFLP)、變性梯度凝膠電泳(DGGE)、DNA直接測序、突變位點特異性寡核苷酸探針(ASO)、PCR-聚丙烯胺凝膠電泳-銀染色、雙脫氧指紋法、擴增不應性突變係(anplification refractory mutation system，ARMS)、酶錯配裂解方法等。可以分析擴增的DNA，也可對RNA進行SSCP分析。分析標本用周圍血淋巴細胞，產前診斷可分析極體(配子產物)。分析極體和ASO可作產前診斷，對已知突變位點的PAH基因也可用ASO方法檢查。我國最常見的PAH基因突變有5種：R243Q、Y204C、V399V、Y356X、R413P，此5種PAH基因突變占56.7%。在突變中以點突變最常見，占突變類型中的77.4%。黃尚誌提出PAH基因突變的快速診斷程序：第1步作突變點特異性寡核苷酸探針分析，診斷率可達66%;第2步作外顯子4的SSCP分析，診斷率提高到80%;第3步用SSCP分析法檢測幾個常見的突變位點即R243Q(外顯子7)、V339V和Y356X(外顯子11)，可使診斷率達到87%。
檢測PTPS基因的方法也是采用以PCR為基礎，結合DGGE方法，可篩選此基因的6個編碼序列和所有PTPS基因的剪接位點。
經典型和輔因子缺乏引起的PKU病人均有高苯丙氨酸血症，但有高苯丙氨酸血症者不一定引起PKU，故PKU應與其他高苯丙氨酸血症者進行鑒別。
一過性高苯丙氨酸血症雖然引起此症的病因也是由於PAH有缺陷，但不是由於PAH基因突變，而是PAH未成熟，導致血中苯丙氨酸濃度升高達1.22mmol/L，但隨時間的推移，血苯丙氨酸濃度可降至正常，通過隨訪血中苯丙氨酸水平可以鑒別。
轉氨酶性高苯丙氨酸血症是由於苯丙氨酸轉氨酶缺乏所引起。此症不引起苯丙酮尿症，一般情況下血中苯丙氨酸水平正常，隻是在進食高蛋白飲食時血苯丙氨酸濃度升高，苯丙氨酸代謝產物水平也正常，故與PKU症不難鑒別。
輕型PKU也隻有高苯丙氨酸血症與輔因子引起的PKU的鑒別,可通過基因診斷和測定血中酪氨酸水平或苯丙氨酸負荷試驗測定苯丙氨酸和酪氨酸的比值進行鑒別。
遺傳病治療困難，療效不滿意，預防顯得更為重要。預防措施包括避免近親結婚，推行遺傳谘詢、攜帶者基因檢測及產前診斷和選擇性人工流產等，防止患兒出生。
提倡母乳喂養。盡早發現苯丙酮尿症攜帶者和普及三氯化鐵尿布，使已致病嬰兒及早發現、及早治療是預防智能低下的重要辦法。
