21号染色体上有三条染色体，额外的染色体破坏了遗传物质的平衡，是胎儿畸形的根本原因。具体表现为：
1、头型短小，前后径短头后部扁平，与后项部平齐脖子较正常，又粗、又短，大脑重量比平均值低，智商一般低于正常人，有少数较聪明者可以达到正常人水平。
2、两眼眼距增宽、眼裂小，外眼角明显向外上方倾斜，眼球向外突出，瞳孔上有金色小点，内眼角有赘皮，常伴有眼球震颤及睑缘炎，据调查唐氏综合征患儿中有60%以上出现视力问题。
3、耳朵较小，几乎没有耳垂形，如贝壳。由于耳道狭窄堵塞，时常出现耳朵疼痛。
4、鼻梁扁平、鼻孔上翘，鼻道也狭小，容易堵塞。5、口唇增厚、易干裂，口腔狭小，舌质有裂纹，牙齿排列不整齐且小。