Znaki i objawy łagodnego cinchonismu (który może wystąpić po podaniu standardowych dawek terapeutycznych chininy) obejmują zaczerwienioną i spoconą skórę, dzwonienie w uszach (tinnitus), niewyraźne widzenie, zaburzenia słuchu, dezorientację, odwracalną utratę słuchu wysokiej częstotliwości, ból głowy, ból brzucha, wysypkę, reakcję liszajowatą indukowaną lekiem (fotowrażliwość liszajowata), zawroty głowy, nudności, wymioty i biegunkę.
Duże dawki chininy mogą prowadzić do ciężkich (ale odwracalnych) objawów cynchonizmu: wysypki skórne, głuchota, senność, pogorszenie ostrości widzenia lub ślepota, wstrząs anafilaktyczny i zaburzenia rytmu serca lub przewodzenia oraz śmierć z powodu kardiotoksyczności (uszkodzenie serca). Chinina może również wywołać rzadką formę reakcji nadwrażliwości u pacjentów z malarią, określaną jako gorączka czarnych wód, która powoduje masywną hemolizę, hemoglobinemię, hemoglobinurię i niewydolność nerek. Większość objawów cinchonizmu (z wyjątkiem ciężkich przypadków) jest odwracalna i ustępuje po odstawieniu chininy. Próba samobójcza poprzez przyjęcie dużej dawki chininy spowodowała nieodwracalne widzenie tunelowe i bardzo poważne zaburzenia widzenia.
Pacjenci leczeni chininą mogą również cierpieć z powodu niskiego poziomu cukru we krwi, zwłaszcza jeśli jest ona podawana dożylnie, oraz niedociśnienia (niskie ciśnienie krwi).
Chinina, podobnie jak chlorochina, unieczynnia enzymy w lizosomach komórek i ma działanie przeciwzapalne, stąd jej zastosowanie w leczeniu reumatoidalnego zapalenia stawów. Jednak inaktywacja tych enzymów może również powodować nieprawidłowe gromadzenie się glikogenu i fosfolipidów w lizosomach, powodując miopatię toksyczną. Możliwe jest, że to działanie jest pierwotną przyczyną cinchonizmu.