肺为百草枯中毒主要靶器官，最突出表现为呼吸系统损害，主要有胸闷、气短，血气分析为低氧血症，随后进行性呼吸困难。严重者1～3天内可表现为肺水肿肺炎，一周后存活患者其病情为进行性肺渗出性炎性病变、纤维化造成的呼吸衰竭，一月后肺纤维化进展减慢，但仍有不少患者死于肺纤维化引起的呼吸衰竭。

主要靶器官胃肠道肝胆，主要表现为口咽部及食管溃疡，腹泻、呕吐、腹痛、呕血、便血，严重者可致胃肠穿孔，形成弥漫性腹膜炎，个别可堵塞胰管致坏死性胰腺炎，以转氨酶升高为主要表现的肝坏死，胃肠壁上坏死脱落组织可堵塞胆管致胆汁潴留型黄疸等。

皮肤:皮肤接触者可出现接触性皮炎、灼伤性损害。

血液:骨髓为非靶器官，中毒早期白细胞及中性粒细胞增高，中毒晚期肺部肺巨噬细胞因过量摄取百草枯导致大量死亡。

神经系统:由于肝功能损害所致的血氨浓度升高，出现类似肝性脑病表现，如意识障碍，喷射性呕吐等。

循环系统:心脏为靶器官，胸闷、心悸，心电图出现T波及ST—T弓背样抬高、胸部出现阵发性压榨性疼痛甚至出现心律失常等。

泌尿系统:蛋白尿、血尿，血肌酐和尿素氮升高，甚至出现急性肾衰竭。