Het hoofdkenmerk van een delirium is een acute stoornis in het bewustzijn die wordt gekenmerkt door een stoornis in de aandacht, samengaand met een verminderd besef van de omgeving. Dit zijn de voornaamste componenten die intact zijn bij een normaal bewustzijn. Aangezien deze deficiënties een uiting zijn van een verandering van het bewustzijn die veel van de hogere cerebrale corticale functies van de hersenschors treft, gaan deze samen met een verandering ten opzichte van het bestaande niveau van cognitief functioneren, die niet beter kan worden verklaard door een eerder bestaande of zich geleidelijk ontwikkelende neurocognitieve stoornis (NCS). De stoornis in de aandacht (criterium A) uit zich in een verminderd vermogen om de aandacht te sturen, te richten, vol te houden en te verschuiven. Vragen moeten herhaald worden omdat de aandacht van de betrokkene afdwaalt of omdat hij of zij persevereert met een antwoord op een eerdere vraag, in plaats van de aandacht adequaat op de laatst gestelde vraag te richten. De betrokkene wordt snel afgeleid door irrelevante prikkels. De stoornis in het bewustzijn beïnvloedt zowel het innerlijke denken als het realiteitsbesef, en de betrokkene heeft moeite om te begrijpen wat zich in de externe omgeving afspeelt.
De stoornis ontwikkelt zich in een korte periode, meestal een paar uur of enkele dagen, en heeft de neiging in de loop van de dag te fluctueren, vaak met een verslechtering in de avond en nacht, omdat er dan minder externe prikkels zijn (criterium B). Er zijn aanwijzingen vanuit de anamnese, het lichamelijk onderzoek of het laboratoriumonderzoek dat de stoornis een fysiologisch gevolg is van een onderliggende somatische aandoening, intoxicatie door of onttrekking van een middel, gebruik van medicatie of blootstelling aan een giftige stof, of een combinatie van deze factoren (criterium E). De etiologie moet gecodeerd worden volgens het relevante subtype (intoxicatie door een middel, onttrekking van een middel, een somatische aandoening, of multipele oorzaken). Een delirium doet zich vaak voor in de context van een onderliggende NCS. De beperkte hersenfunctie van mensen met een NCS maakt dat zij kwetsbaarder zijn voor het ontwikkelen van een delirium.
Dit gaat samen met een verandering op minstens één ander gebied, zoals: het geheugen en leerprocessen (vooral het kortetermijngeheugen); desoriëntatie (vooral in tijd en plaats); taalstoornissen (vooral het semantische begrip); of een waarnemingsstoornis of perceptueel-motorische stoornis (criterium C). De waarnemingsstoornissen die met een delirium samengaan, zijn onder andere misinterpretaties, illusoire vervalsingen, of hallucinaties. Deze stoornissen zijn meestal visueel van aard, maar kunnen zich ook in andere zintuiglijke modaliteiten voordoen, en variëren van enkelvoudig tot zeer complex. Normale aandacht/arousal, delirium en coma liggen op een continuüm. Coma wordt gedefinieerd als een toestand van bewusteloosheid waarbij geen sprake is van cognitief functioneren of een slaapwaakcyclus, en waarbij elke betekenisvolle reactie op verbale of fysieke prikkels ontbreekt. Delirium is een stoornis in het bewustzijn in combinatie met corticale arousal. Bij het beoordelen van de cognitie dient er voor het toekennen van de classificatie delirium een voldoende mate van corticale arousal en alertheid te zijn om op verbale prikkels te kunnen reageren; daarom mag de classificatie delirium niet in de context van een coma worden toegekend (criterium D). Mensen met een stupor ervaren een verminderde arousal van de hersenen, maar ook niet in die mate dat van volledige bewusteloosheid of coma kan worden gesproken. Een coma of stupor kan het gevolg zijn van een neurologische aandoening of van drugsgebruik, en ook van iatrogene sedatie op een intensive-careafdeling of bij algehele anesthesie. Deze mensen vertonen slechts een minimale reactie op verbale of fysieke prikkels en zijn niet in staat om mee te werken aan gestandaardiseerde tests of zelfs een vraaggesprek. Dit onvermogen om mee te werken moet geclassificeerd worden als een bewustzijnsstoornis, zoals een coma of stupor, en niet als een delirium. Een delirium kan echter als fase optreden na een coma of stupor, vooral wanneer het coma het gevolg is van een neurologische aandoening. Bovendien kan een volledig onderzoek worden bemoeilijkt wanneer een betrokkene zich in een slaapfase bevindt, aangezien een verstoring van de circadiane slaap-waakcyclus kenmerkend is bij een delirium. Deze slaapfase moet van een bewustzijnsstoornis worden onderscheiden.