运动神经元可以划分为上运动神经元和下运动神经元。前者主要位于大脑皮质体运动区并下行至脑干和脊髓中，后者位于脑干或者脊髓中并直接支配肌肉。通常，上运动神经元传输信号到下运动神经元，引导他们进行运动。下运动神经元然后通知肌肉，控制正常的运动。当路径中某一点的信号受到了干扰，就会影响肌肉收缩和运动的能力。
上运动神经元的疾病会导致肌肉僵硬(强直状态)、肌无力和过分腱反射，比如膝跳反射。但如果下运动神经元主要受到影响，肌肉就无法受到神经支配，导致它们逐渐变得无力和萎缩，并同时会发展出不可控的抽搐(肌束震颤)，失去反射响应。
如果两者均受到影响，症状通常最开始是温和的失去抓力，发音含糊或者走路绊腿。随着运动神经元不断死去，疾病进一步发展，影响中枢神经系统控制的所有骨骼肌。这就导致身体两边的肌无力和萎缩。
肌肉变得麻痹、痉挛并具有不可控的抽搐。在75%的个体中，控制说话、吞咽和咀嚼的面部和喉咙的肌肉也会变得无力并萎缩，导致发音含糊或者说鼻音和难以进食。随着时间推移，疾病就会蔓延到隔膜和胸部，导致无法呼吸并最终死亡。
