La plupart des patients sont asymptomatiques pendant des années jusqu'à ce que les adénomes deviennent volumineux et nombreux, provoquent un saignement rectal voire une anémie, ou qu'ils se malignisent. Les cancers se développent en général une dizaine d'années après l'apparition des polypes. Les symptômes de la PAF ne sont pas spécifiques (constipation ou diarrhée, douleur abdominale, masses abdominales palpables et perte de poids). Des manifestations extra-intestinales sont possibles: ostéomes, anomalies dentaires, hypertrophie congénitale de l'épithélium pigmentaire rétinien, tumeurs desmoïdes, et cancers extra-coliques (thyroïde, foie, voies biliaires, et système nerveux central). Une forme moins agressive (PAF atténuée; voir ce terme), se caractérise par des polypes adénomateux colorectaux moins nombreux (10 à 100 en général), un début plus tardif et un risque plus faible de cancer. La PAF s'associe à des lésions particulières (ostéomes crâniens et maxillaires, anomalies dentaires, fibromes du cuir chevelu, des épaules, des bras et du dos) dans le syndrome de Gardner, et à un médulloblastome dans le syndrome de Turcot.
La polypose adénomateuse familiale classique est due à des mutations germinales du gène APC (5q21-q22). Environ 70% des patients ont des antécédents familiaux de polypes et de cancer colorectaux.