A compressão ocorre principalmente em dois espaços: no triângulo intercosto-escalênico e retro-coraco-peitoral. As regiões vasculares e neurais passam por esses espaços e, devido ao seu pequeno tamanho, qualquer deformidade óssea ou muscular pode exercer compressão e ocasionar sintomas clínicos neurogênicos e/ou vasculares.

Tipicamente, podemos distinguir três formas diferentes de SDT, cujo diagnóstico depende primariamente da estrutura acometida. Ocasionalmente, é possível manifestar mais de um tipo no mesmo contexto clínico. Os sintomas da forma neurogênica incluem fraqueza, adormecimento, parestesia e dor no membro superior acometido. A forma venosa habitualmente se apresenta com edema e dor intensa. A forma arterial, por sua vez, cursa com dor não radicular, frialdade do membro e palidez.

A compressão do feixe neurovascular, na medida em que atravessa o desfiladeiro torácico pode resultar de uma combinação de anormalidades de desenvolvimento, lesões e atividades físicas, que predispõem à compressão local. As variantes da anatomia do desfiladeiro torácico, tanto congênitas quanto adquiridas são incomuns e incluem principalmente variações na anatomia óssea e muscular. As causas anatômicas de SDT podem ser organizadas em categorias de tecido mole e ósseo, com prevalência das anormalidades ósseas.

Os sintomas clássicos da forma arterial incluem dor, parestesia nos dedos e fraqueza na parte superior da extremidade. Ao exame físico, é comum encontrar dor à palpação acima do plexo braquial, nos músculos trapézio e escaleno e na parede anterior do tórax, não sendo; entretanto, patognomônico da síndrome. Os sintomas costumam piorar com atividades que envolvam sobrecarga, como pegar um objeto em uma prateleira alta; neste caso, é indicado o teste de Wright, que, por sua vez, é realizado pela hiperabdução e rotação externa do membro afetado, enquanto o paciente rotaciona a cabeça para o lado contralateral, sendo positivo com a obliteração total ou parcial do pulso radial.