Le syndrome se manifeste de façon très variable par des signes oculaires et extra-oculaires. Les anomalies oculaires touchent principalement l'iris (hypoplasie, corectopie ou formation de trous dans l'iris mimant une polycorie), la cornée (proéminence avec déplacement antérieur de la ligne de Schwalbe :embryotoxon postérieur) et la chambre antérieure (brides iriennes en pont de l'angle iridocornéen au réseau trabéculaire). La dysgénésie oculaire peut entraîner une augmentation de la pression intra-oculaire (PIO) à l'origine d'un glaucome. Le glaucome apparaît parfois en bas âge, en général chez l'adolescent ou l'adulte jeune, plus rarement chez l'adulte d'âge moyen. Les atteintes extra-oculaires les plus typiques sont une dysmorphie craniofaciale discrète, des anomalies dentaires et une peau péri-ombilicale redondante. La dysmorphie de l'étage moyen du visage inclut hypertélorisme, télécanthus, hypoplasie malaire avec étage moyen aplati, front proéminent et racine du nez large et plate. Les anomalies dentaires peuvent être une microdontie ou une hypodontie. D'autres anomalies peuvent être observées (hypospadias chez le garçon, sténose anale, anomalies hypophysaires et retard de croissance).
Le syndrome d'Axenfeld-Rieger est dû à des mutations des gènes PITX2 (4q25) et FOXC1 (6p25) codant des facteurs de transcription.
