第3颅神经(动眼神经)支配的肌肉出现部分性至完全性无力，引起上眼睑下垂，瞳孔扩大以及向前正视时眼球向外偏转。
当病人试图向内转动眼球时，眼球动作缓慢而且只至中线为止。病侧眼球的向上与向下注视也有阻碍。当试图向下注视时，上斜肌使眼球转向内侧。
可以引起第3颅神经瘫痪的原因有许多，包括了中枢神经系统疾病中大多数主要的病因，因此在选择辅助检查时必须根据动眼神经瘫痪的具体临床表现。必须将引起外眼肌瘫痪的眶内结构性病变以及眼部的肌病与颅神经疾病作出鉴别。眼球突出或眼球内陷，眶部严重外伤的病史或眼眶明显的炎症表现都提示起限制作用的眶部疾病阻碍了眼球的活动。肌病的诊断较困难，但部分性的第3颅神经瘫痪提示肌病可能。在肌病中，瞳孔总是不受到影响。
副交感神经纤维的完全性功能丧失(造成瞳孔扩大且固定)强力提示动眼神经受压。最常见的原因是动脉瘤(特别是后交通动脉动脉瘤)，外伤，与颅内占位性病变。在意识障碍进展性加重的病例中出现动眼神经瘫痪提示经小脑幕的脑疝，属于重大的急症。如果瞳孔完全不受影响而动眼神经支配的其他肌肉都被累及(例如糖尿病性动眼神经瘫痪)则提示可能是动眼神经或中脑的缺血性过程，脱髓鞘病变可能性较小。不过，有5%左右后交通动脉动脉瘤引起的动眼神经瘫痪也不累及瞳孔。
如果动眼神经瘫痪伴发剧烈的头痛或意识的改变则提示必有严重疾病。
应作全面的神经系统体检以及CT或MRI。只有在CT扫描上未见出血但仍怀疑为蛛网膜下腔出血的病例中可考虑作腰穿。如果强力怀疑动脉瘤引起蛛网膜下腔出血，或者当瞳孔明显受累及而又无严重到足以造成颅底骨折的头部外伤史，则必须作脑血管造影检查。
