자율신경계 이상 시 내분비계와 더불어 자율신경계의 역할인 심혈관, 호흡, 소화, 비뇨기 및 생식기관의 기능이 모두 영향을 받을 수 있으며, 땀이 나오지 않는 무한증, 누웠다 일어날 때 혈압이 과도하게 떨어지면서 어지러운 증상을 동반하게 되는 기립성 저혈압, 발기부전, 배변 기능의 이상, 모발 운동과 혈관 운동 반응의 소실, 실신, 동공이상 등의 증상이 발생하게 된다.
자율신경계 이상을 보일 수 있는 질환으로 이상자율신경성 다발신경병증의 경우 성인과 소아 모두에서 발생하며 1주 또는 수주에 걸쳐 증상이 발생하게 되는데 주 증상은 무한증, 기립성 저혈압, 동공반사의 소실, 눈물과 침이 나오지 않는 증상, 발기부전, 배변 기능 이상 등이다. 이러한 증상은 수개월 후에는 회복되는 양상을 보인다.
보툴리누스 중독인 경우에도 자율신경 이상이 동반될 수 있는데 이는 근신경접합부의 시냅스전 신경말단에서 아세틸콜린 분비의 차단으로 인해 급성 마비 증상을 보이는 질병이다. 보툴리누스 중독의 경우에도 경미한 교감 신경계과 부교감 신경계 기능 이상을 보이며 안구건조, 구강건조, 장운동기능 이상을 보이나, 동공은 보통 정상이다.
기립성 저혈압은 누웠다 일어섰을 때 500~700cc의 혈액이 다리와 내장 부위에 모이고, 심박출량이 10% 감소해 발생하게 되는 것으로 정상적으로 기립 시 발생하는 교감신경의 혈관운동반응이 소실되어 혈관수축 등으로 혈압을 유지시켜주는 기능이 없어져 일어나면서 혈압이 급격하게 저하되어 발생하게 된다. 이에 앉았다 일어설 때 어지러움을 호소하거나 실신을 하는 등의 증상이 있을 수 있다.