Τα κύρια χαρακτηριστικά της νοητικής υστέρησης περιλαμβάνουν χαμηλότερο του μέσου όρου πηλίκο νοημοσύνης (IQ), δυσκολία με πρακτικές καθημερινές δεξιότητες, μαθησιακές δυσκολίες ή αναπηρίες, αναπτυξιακές καθυστερήσεις, προβλήματα μνήμης και χαμηλότερο εύρος προσοχής. Κάθε άτομο που διαγιγνώσκεται με νοητική υστέρηση δεν εμφανίζει κάθε κοινό χαρακτηριστικό, αλλά τα περισσότερα από αυτά είναι παρόντα σε κάποιο βαθμό στην πλειονότητα των ατόμων με νοητική υστέρηση. Η νοητική υστέρηση μπορεί επίσης να συνδεθεί με σωματικές αναπηρίες και μη φυσιολογική σωματική εμφάνιση.
Υπάρχουν τέσσερις κύριες ταξινομήσεις της νοητικής υστέρησης: ήπια, μέτρια, σοβαρή και βαθιά. Τα χαρακτηριστικά είναι πιο έντονα σε άτομα που έχουν σοβαρή και βαθιά καθυστέρηση. Τα άτομα που έχουν διαγνωστεί με ήπια καθυστέρηση αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος των διαγνώσεων νοητικής καθυστέρησης, ωστόσο, και αυτά τα άτομα μπορούν συχνά να μάθουν να λειτουργούν στην κοινωνία σε βασικό επίπεδο παρά τα μειονεκτήματά τους.
Τα τεστ IQ αποτελούν σημαντικό μέρος των διαγνώσεων νοητικής υστέρησης. Τα άτομα που είναι διανοητικά καθυστερημένα έχουν δείκτη νοημοσύνης που είναι τουλάχιστον κατά τα δύο τρίτα χαμηλότερο από το μέσο IQ για τις ηλικιακές τους ομάδες. Τα χαμηλότερα συνολικά επίπεδα νοημοσύνης τους είναι ο λόγος που τα άτομα με νοητική καθυστέρηση αγωνίζονται να μάθουν σε ακαδημαϊκό και κοινωνικό περιβάλλον. Ως παιδιά, συχνά απαιτούν ειδικούς δασκάλους ή αίθουσες διδασκαλίας για να τους βοηθήσουν να μάθουν. Η διδασκαλία βασικών δεξιοτήτων σε ένα παιδί με νοητική υστέρηση, όπως η προσωπική υγιεινή, απαιτεί συνήθως περισσότερο χρόνο και επανάληψη από ό,τι χρειάζεται για να διδάξει σε ένα παιδί μέσης νοημοσύνης τις ίδιες δεξιότητες.
Οι αναπτυξιακές καθυστερήσεις είναι κοινά χαρακτηριστικά της νοητικής υστέρησης και υπάρχουν σε κάποιο βαθμό σε όλα τα άτομα με νοητική υστέρηση. Τα παιδιά με νοητική καθυστέρηση συχνά δεν μιλούν παρά μόνο αργότερα στη ζωή τους, εάν μάθουν καθόλου να επικοινωνούν μέσω του λόγου. Οι σωματικές καθυστερήσεις είναι επίσης συχνές, ιδιαίτερα όσον αφορά τον συντονισμό, την ισορροπία και την επιδεξιότητα. Τα παιδιά που γεννιούνται με ορισμένα σύνδρομα, όπως το σύνδρομο Down ή το εμβρυϊκό αλκοολικό σύνδρομο, είναι ιδιαίτερα επιρρεπή σε καθυστερήσεις στη σωματική ανάπτυξη.
Τα προβλήματα μνήμης και η μικρή διάρκεια προσοχής είναι άλλα κοινά σημάδια νοητικής καθυστέρησης. Αυτά τα σημάδια συνήθως εκδηλώνονται νωρίς στη ζωή για τα παιδιά που γεννιούνται διανοητικά καθυστερημένα. Τα άτομα που υφίστανται τραύμα που οδηγεί σε εγκεφαλική βλάβη αργότερα στη ζωή τους συχνά εμφανίζουν αυτά τα χαρακτηριστικά. Τα άτομα με νοητική υστέρηση συχνά δυσκολεύονται ή ακόμα και αδύνατο να επικεντρωθούν σε μια συγκεκριμένη εργασία ή ιδέα για περισσότερο από ένα μικρό χρονικό διάστημα. Τα μικρότερα εύρη προσοχής συχνά κάνουν τα προβλήματα μνήμης πιο έντονα, επειδή τα άτομα που δεν μπορούν να συγκεντρωθούν αρκετά για να μάθουν μια εργασία ή μια ιδέα έχουν πρόβλημα να ανακαλέσουν τις πληροφορίες αργότερα.
Η κατάσταση κάθε ασθενούς είναι μοναδική κατά κάποιο τρόπο, επομένως τα χαρακτηριστικά της νοητικής υστέρησης που υπάρχουν σε μερικούς ανθρώπους μπορεί να είναι μη ανιχνεύσιμα σε άλλα. Για παράδειγμα, πολλά άτομα με νοητική υστέρηση που μπορούν να μιλήσουν έχουν δυσκολία με την προφορά και τη δομή της πρότασης, ενώ πολλά άτομα με ήπια καθυστέρηση μπορούν να μιλήσουν κανονικά. Πολλά άτομα με νοητική υστέρηση υποφέρουν επίσης από σχετικές διαταραχές και προβλήματα, όπως επιληπτικές κρίσεις, διαταραχή ελλειμματικής προσοχής-υπερκινητικότητας (ADHD), κατάθλιψη, αυτισμό και διαταραχές συμπεριφοράς.