Les manifestations de ce syndrome sont très variées. Les signes cliniques principaux sont une hypoplasie ou une aplasie de la clavicule, des épaules étroits inclinés vers l'avant, un delais de fusion des structures craniennes, de larges fontanelles à la naissance qui peuvent persister la vie et des anomalies dentaires comme l'hyperdontie, qui résulte en une malocclusion, la rétention de dents primaires et une éruption retardée des dents permanentes. Tous ces effets peuvent causer des problèmes de mastication et d'articulation. D'autres signes sont un front plat et large, de l'hypertélorisme, une hypoplasie du maxillaire et un menton pointu. Tout ces facteurs donnent une apparence faciale caractéristique au syndrome. Une brachydactlylie avec des petits pouces larges et des doigts fuselés font aussi partie des signes.
La dysplasie cléido-crânienne est causée par une mutation du gène RUNX2 (6p21). Ce gène est responsable de la différenciation des ostéobloastes et de la formation de l'os.