巨细胞病毒感染的组织学特点是在单核细胞浸润中出现带有包涵体的大细胞，并可以在机体的任何器官里出现。巨细胞包涵体病常表现为一种亚临床感染，随着病毒的排出形成周期性复发。当子宫内的胎儿受到感染时，新生儿发病可能非常严重。 尽管10％～15％的新生儿可能出现小头畸形，身体或智力发育迟滞，肝脾肿大、黄疸以及脑钙化，但大部分胎内感染的婴儿出生后没有临床征象。肝功能检验和血细胞生成可能不正常， 10％～30％出现疾病症状的婴儿早年即死亡。尽管小儿表面看来正常，中枢神经系统被累及的症状在早期即可出现并发症，表现为智力受损、神经肌肉失常、脉络膜视网膜炎、视神经萎缩及听力丧失。新生儿后天的感染可以来自受感染的子宫颈或出生后来自母乳，这些感染通常难以察觉，但可以通过抗体检测来确定。此外，还可能出现呼吸道症状，包括肺炎，以及淤疹和肝脾肿大。然而这些病例中却很少急性累及中枢神经系统。 儿童的感染常常是无症状的，只有通过抗体检测和病毒脱落时才可以发现，偶尔也可以发现肝脾肿大以及肝功能异常。成人感染的临床表现和传染性单核细胞增多相似。原发症状有咽炎，淋巴结病，全身发热、寒战以及头痛，偶尔以斑丘疹为基础症状。常见非典型淋巴细胞增多，有可能肝功能异常。 当疾病是因输血或输入血液制品引发时，其感染性单核细胞增多综合征常常在输血2～4周后发作。免疫妥协病人特别容易受到外来感染的侵袭，如器官移植、输血或激活潜伏感染状态。间质性肺炎可能导致死亡，由于革兰阴性菌、真菌或其他非常见菌的双重感染而使病情变得更为复杂。
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