A doença de Tay-Sachs é uma doença neurológica progressiva que geralmente se manifesta após seis meses de desenvolvimento normal em bebés. Inicialmente, é notada uma regressão nas interações sociais, como sorrir, e nas habilidades motoras, como sentar, gatinhar e andar. À medida que a doença progride, surgem sintomas graves, incluindo fraqueza muscular, problemas de coordenação, convulsões, cegueira e surdez progressivas, e dificuldades para engolir e respirar. Um achado característico e definitivo no exame é a aparência de "mancha vermelho-cereja" na mácula da retina. Esta mancha pode, eventualmente, levar à perda de visão e cegueira total. Com o agravamento dos sintomas e o desenvolvimento de demência, os pacientes tornam-se acamados e geralmente falecem antes dos 5 anos de idade, tipicamente por volta dos 3 anos. Na doença de Tay-Sachs, observa-se o acúmulo de gangliosídeos na substância cinzenta do cérebro.

Os principais sintomas observados incluem:
* Regressão nas habilidades mentais e sociais (ex: sorrir)
* Reflexos de sobressalto anormais
* Distúrbio de coordenação motora
* Convulsões epilépticas
* Incapacidade de sentar sem apoio, engatinhar ou andar
* Fraqueza muscular progressiva e paralisia
* Atraso no crescimento
* Cegueira e surdez
* Demência
* Dificuldade em respirar e engolir