Les patients ont des signes dentaires pathognomoniques, caractérisés par une globodontie de la dentition primaire et secondaire, épargnant les incisives. Des dents manquantes, surtout des prémolaires, ont aussi été rapportées. A cause de leur morphologie anormale en couronne, les patients ont une grande propension à développer des caries. En raison de la morphologie aberrante coronaire et pulpaire, un fort taux de lésions endodontiques-périodontiques est observé. Un déficit auditif neurosensoriel bilatéral pour les hautes fréquences, avec un âge d'apparition variant de la petite enfance à un âge mûr est associé.
Une haplo-insuffisance dans le gène du facteur de croissance des fibroblastes 3 (FGF3, 11q13) a été identifiée chez des patients avec un syndrome oto-dentaire, et pourrait être à l'origine du phénotype. Chez la famille présentant le colobome oculaire, une microdélétion du gène codant pour le domaine de mort associé à Fas (FADD, 11q13.3) a été trouvée responsable des manifestations oculaires.
