Niet-syndromale holoprosencefalie is een afwijking van de 
ontwikkeling van de hersenen die ook het hoofd en gezicht beïnvloedt. Normaal gesproken splitsen de hersenen zich tijdens de vroege ontwikkeling in twee helften (hemisferen ). Holoprosencefalie treedt op wanneer de hersenen er niet in slagen zich goed te verdelen in de rechter- en linkerhersenhelft. Deze aandoening wordt niet-syndromaal genoemd om het te onderscheiden van andere soorten holoprosencefalie die wordt veroorzaakt door genetische syndromen, chromosoomafwijkingen of stoffen die geboorteafwijkingen veroorzaken (teratogenen). De ernst van niet-syndromale holoprosencefalie varieert sterk van persoon tot persoon, zelfs binnen dezelfde familie.
Niet-syndromale holoprosencefalie kan worden gegroepeerd in vier typen op basis van de mate van hersendeling. Van de meeste tot de minst ernstige, staan de typen bekend als alobar , semi-lobar , lobar , en middelste interhemisferische variant (MIHV). Bij de meest ernstige vormen van niet-syndromale holoprosencefalie splitsen de hersenen zich helemaal niet. Deze getroffen personen hebben één centraal oog (cyclopie) en een buisvormige neusstructuur (proboscis) boven het oog. De meeste babys met ernstige niet-syndromale holoprosencefalie sterven voor of kort daarna. Bij de minder ernstige vormen zijn de hersenen gedeeltelijk verdeeld en staan de ogen meestal dicht bij elkaar (hypotelorisme). De levensverwachting van deze getroffen personen varieert afhankelijk van de ernst van de symptomen.
Mensen met niet-syndromale holoprosencefalie hebben vaak een klein hoofd (microcefalie), hoewel ze een opeenhoping van vocht in de hersenen (hydrocefalie) kunnen ontwikkelen die veroorzaakt een grotere hoofdomvang (macrocefalie). Andere kenmerken kunnen een opening in het gehemelte zijn (gespleten gehemelte ) met of zonder een spleet in de bovenlip (gespleten lip ), een centrale voortand in plaats van twee (een enkele maxillaire centrale snijtand ) en een platte neusbrug. De oogbollen kunnen abnormaal klein zijn (microfthalmie) of afwezig zijn (anoftalmie).
Sommige mensen met niet-syndromale holoprosencefalie hebben een kenmerkend patroon van gelaatstrekken, waaronder een vernauwing van het hoofd bij de slapen , buitenhoeken van de ogen die naar boven wijzen (omhooggaande oogspleten ), grote oren, een korte neus met naar boven gerichte neusgaten en een brede en diepe ruimte tussen neus en mond (philtrum). Over het algemeen houdt de ernst van gelaatstrekken rechtstreeks verband met de ernst van de hersenafwijkingen. Personen met licht aangetaste gelaatstrekken kunnen echter ernstige hersenafwijkingen hebben. Sommige mensen hebben geen duidelijke structurele hersenafwijkingen, maar hebben enkele van de gelaatstrekken die verband houden met deze aandoening. Van deze personen wordt aangenomen dat ze een vorm van de aandoening hebben die bekend staat als microforme holoprosencefalie en ze worden meestal geïdentificeerd na de geboorte van een ernstig getroffen familielid.
De meeste mensen met niet-syndromale holoprosencefalie hebben ontwikkelingsachterstand en een verstandelijke beperking. Getroffen personen hebben ook vaak een slecht functionerende hypofyse, een klier aan de basis van de hersenen die verschillende hormonen produceert. Omdat hypofyse-disfunctie leidt tot de gedeeltelijke of volledige afwezigheid van deze hormonen, kan het verschillende aandoeningen veroorzaken. Meestal ontwikkelen mensen met niet-syndromale holoprosencefalie en hypofyse-disfunctie diabetes insipidus, een aandoening die de balans tussen vochtinname en urine-uitscheiding verstoort. Een disfunctie in andere delen van de hersenen kan epileptische aanvallen, voedingsproblemen en problemen met het reguleren van de lichaamstemperatuur, hartslag en ademhaling veroorzaken. Het reukvermogen kan verminderd zijn (hyposmie) of volledig afwezig zijn (anosmie) als het deel van de hersenen dat geuren verwerkt onderontwikkeld is of ontbreekt.