Mitochondriële ziekten kunnen op elke leeftijd beginnen. Het blijkt dat de ziekte in een derde van de gevallen begint voor de eerste levensmaand. In bijna de helft van de gevallen krijgen patiëntjes de eerste symptomen op de kinderleeftijd, als ze tussen één maand en twee jaar oud zijn. De overige twintig procent van de patiënten krijgt pas na de leeftijd van twee jaar klachten. Hierbij zijn ook patiënten die op volwassen leeftijd pas symptomen krijgen.
In deze beschrijving maken we onderscheid tussen patiënten die als kind al symptomen hebben en patiënten bij wie de symptomen op latere leeftijd zijn gekomen. Binnen die groepen zijn er tussen patiënten soms grote verschillen in de ernst van de symptomen en de onderdelen van het lichaam die zijn aangedaan door de ziekte.

Vrijwel altijd is bij een mitochondriële ziekte het zenuwstelsel aangedaan, maar in principe kan de ziekte tot uiting komen in alle organen die na de geboorte 'af' zijn. In de meeste organen vindt na de geboorte niet of nauwelijks celvernieuwing plaats. Een uitzondering hierop is de huid: huidcellen worden vrijwel continu vernieuwd. In deze cellen ziet men meestal geen effect van een mitochondriële ziekte, d.w.z. geen symptomen maar wel afwijkende enzymactiviteit.

Bij een groot deel van de kinderen met een mitochondriële ziekte zijn de eerste verschijnselen al vanaf de geboorte of in het eerste levensjaar duidelijk. De leeftijd waarop de symptomen beginnen, is niet altijd een indicatie van de ernst van de symptomen. Hierin zijn tussen patiënten grote verschillen.

Bij volwassenen ontwikkelen de symptomen van een mitochondriële ziekte zich vaak heel geleidelijk. Omdat de verschijnselen in het begin mild kunnen zijn, kan het soms lang duren voordat ze herkend worden als mitochondriële ziekte.

Eén orgaan aangedaan
De spieren en de hersenen zijn de onderdelen van het lichaam die het meeste energie nodig hebben. Als bij een mitochondriële ziekte één orgaan is aangedaan, is dat daarom meestal het zenuwstelsel of de spieren.

Wanneer voornamelijk de spieren zijn aangedaan door de mitochondriële ziekte, spreken we van een mitochondriële myopathie. Kinderen met een mitochondriële myopathie zijn vaak zeer slap en hebben weinig spierkracht. Soms zijn die symptomen er al vanaf de geboorte, soms treden ze iets later op. Wanneer zij opgroeien hebben ze vaak een achterstand in hun motorische ontwikkeling, omdat ze veel meer moeite hebben om bijvoorbeeld te leren zitten en staan. Sommige kinderen leren dit uiteindelijk wel, maar bij anderen zijn de spieren zo zwak dat zij afhankelijk blijven van een rolstoel. Andere spierklachten, zoals kramp, vermoeidheid en snelle uitputting, komen ook voor. Ook de hartspier kan verzwakt zijn. Soms zijn ook de oog(lid-)spieren verlamd, wat kan leiden tot een hangend ooglid, scheelzien of slechtziendheid. Andere oogafwijkingen die kunnen voorkomen, zijn staar of afwijkingen van het netvlies, waardoor slechtziendheid of blindheid kan ontstaan. Volwassen patiënten met een mitochondriële myopathie kunnen ineens de bovenbeschreven zeer uiteenlopende spierklachten hebben.

Als met name het zenuwstelsel is aangedaan, spreken we van een mitochondriële encefalopathie. De problemen kunnen zich zowel in het centrale zenuwstelsel (hersenen en grote zenuwbanen) als in het perifere zenuwstelsel (de zenuwen die onder andere de spieren aansturen) voordoen.
Bij kinderen uit deze vorm van mitochondriële ziekte zich vaak als een verstandelijke en/of lichamelijke ontwikkelingsachterstand. Hierin zijn grote verschillen tussen patiënten.
Voorbeelden van andere problemen die patiënten op elke leeftijd kunnen hebben, zijn epileptische aanvallen, doofheid, evenwichtstoornissen of gedragsstoornissen.

Meerdere organen aangedaan
Wanneer meerdere organen zijn aangedaan door de mitochondriële ziekte, zijn dat meestal de hersenen (zenuwstelsel) en de spieren. In dat geval spreken we van een mitochondriële encefalomyopathie. De patiënt heeft dan een combinatie van de boven beschreven symptomen. Bij kinderen is vaak sprake van een ontwikkelingsachterstand die kan variëren van mild tot zeer ernstig. In veel gevallen leidt het voortschrijden van de aandoening ertoe dat de patiënt rolstoelafhankelijk wordt.

Ook elke combinatie van problemen in de spieren of het zenuwstelsel met een ander orgaan is mogelijk. Voorbeelden van organen die een rol kunnen spelen zijn: de lever, het hart, de nieren, de alvleesklier (pancreas) en/of de darmen.

Het hele lichaam aangedaan
Soms werken de mitochondriën in alle delen van het lichaam minder goed, waardoor het hele lichaam is aangedaan door de mitochondriële ziekte. Het is niet altijd zo dat alle symptomen tegelijkertijd beginnen. Vaak gaan mitochondriële ziekten bij kinderen gepaard met een slechte groei in lengte en/of gewicht. Het ziektebeloop is vaak (langzaam) progressief. Dat wil zeggen dat de klachten erger worden naarmate de tijd verstrijkt. Bij volwassenen gaat het ook vaak om een progressieve ziekte, die mild begint en langzamerhand erger wordt. De snelheid waarmee dat gaat, kan per patiënt verschillen.