Sự thêm vào của một hoặc nhiều nhiễm sắc thể X hay Y lên kiểu nhân nam gây ra các bất thường thực thể và nhận thức khác nhau. Nói chung, mức độ bất thường kiểu hình, gồm cả chậm phát triển trí tuệ, liên quan trực tiếp đến số lượng nhiễm sắc thể X thêm vào trên mức bình thường. Số nhiễm sắc thể X tăng trên mức bình thường ảnh hưởng đến phát triển thể chất và nhận thức. Bất thường xương và tim mạch cũng nặng và tăng hơn. Phát triển sinh dục đặc biệt nhạy cảm với mỗi nhiễm sắc thể X thêm vào, gây rối loạn tạo ống sinh tinh và vô sinh, cũng như dị dạng và thiểu sản cơ quan sinh dục ở nam đa nhiễm X. Hơn nữa, khả năng tâm thần giảm theo nhiễm sắc thể X thêm vào. Chỉ số trí tuệ (IQ) giảm khoảng 15 điểm cho mỗi nhiễm sắc thể X vượt mức bình thường. Tất cả các khu vực phát triển chính, gồm ngôn ngữ và sự phối hợp diễn đạt, tiếp thu cũng bị ảnh hưởng.

Hậu quả chính của việc có thêm nhiễm sắc thể giới tính, thường mắc phải do lỗi không phân li trong quá trình tạo giao tử ở cha mẹ, gồm có suy sinh dục, vú to, và rối loạn tâm lý xã hội. Hội chứng Klinefelter là hình thức suy tinh hoàn nguyên phát, kèm theo tăng mức gonadotropin do thiếu phản hồi ngược từ tuyến yên. Thiếu hụt androgen cũng gây tỉ lệ các phần trên cơ thể giống người bị hoạn; lông ở mặt, nách, mu và thân mình thưa thớt hoặc không có; vú to; tinh hoàn và dương vật nhỏ; giảm khoái cảm tình dục; phân bố mô mỡ theo kiểu phụ nữ; giảm sức chịu đựng thực thể; loãng xương. Việc mất ống sinh tinh và tế bào Sertoli dẫn đến giảm mức inhibin B, chất điều hoà hormone FSH. Trục hạ đồi-yên-sinh dục bị thay đổi ở bệnh nhân hội chứng Klinefelter ở tuổi dậy thì.

Cũng có báo cáo về nguy cơ tăng rối loạn tự miễn, như lupus ban đỏ hệ thống, viêm khớp dạng thấp, và hội chứng Sjögren. Điều này có lẽ do giảm mức testosterone và tăng estrogen, vì androgen có lẽ có khả năng bảo vệ chống lại tính tự miễn, trong khi estrogen có thể thúc đẩy rối loạn này.