受胎時の染色体の異常によって発症する。染色体は遺伝子の集合体で、人間の場合、各細胞に2本ずつ対をなして23対、計46本ある。
このうち、22村は男女共通の常染色体であり、1対はとYで男女で異なり、性を決定する性染色体である。染色体数の過剰、一部または全部の欠損、あるいは染色体の構造に異常があると、いろいろな障害があらわれてくる。
染色体の異常によって起こる病気としては、常染色体異常ではダウン症候群、性染色体異常では女性にみられるターナー症候群、男性にみられるクラインフェルター症候群などがある。
常染色体異常の場合は知能障害を伴うが、性染色体異常では、知能障害はほとんどない。