Caratteristiche essenziali del disturbo sono pensieri, immagini o impulsi ricorrenti che creano allarme o paura e che costringono la persona a mettere in atto comportamenti ripetitivi o azioni mentali.
Come il nome stesso lascia intendere, il DOC è quindi caratterizzato da ossessioni e compulsioni. Almeno l'80% dei pazienti con DOC ha sia ossessioni che compulsioni, meno del 20% ha solo ossessioni o solo compulsioni.
Le ossessioni sono pensieri, immagini o impulsi che si presentano più e più volte e sono al di fuori del controllo di chi li sperimenta. Tali idee sono sentite come disturbanti e intrusive, e, almeno quando le persone non sono assalite dall'ansia, sono giudicate come infondate ed insensate. Le persone con DOC possono preoccuparsi eccessivamente dello sporco e dei germi. Possono essere terrorizzate dalla paura di avere inavvertitamente fatto del male a qualcuno, di poter perdere il controllo di sé e diventare aggressive in certe situazioni, di aver contratto malattie infettive o di essere omosessuali, anche se di solito riconoscono che tutto ciò non è realistico. Le ossessioni sono accompagnate da emozioni sgradevoli, come paura, disgusto, disagio, dubbi, o dalla sensazione di non aver fatto le cose nel "modo giusto", e gli innumerevoli sforzi per contrastarle non hanno successo, se non momentaneo.
Le compulsioni vengono anche definite rituali o cerimoniali e sono comportamenti ripetitivi (lavarsi le mani, riordinare, controllare) o azioni mentali (contare, pregare, ripetere formule mentalmente) messi in atto per ridurre il senso di disagio e l'ansia provocati dai pensieri e dagli impulsi tipici delle ossessioni; costituiscono, cioè, un tentativo di elusione del disagio, un mezzo per cercare di conseguire un controllo sulla propria ansia. In generale tutte le compulsioni che includono la pulizia, il lavaggio, il controllo, l'ordine, il conteggio, la ripetizione ed il collezionare si trasformano in rigide regole di comportamento e sono spesso bizzarre e francamente eccessive.