孤独症是一个以遗传因素为主，遗传因素和环境因素相互作用而导致的结果。
基本病因
遗传因素
自1980年来，各种研究均显示孤独症与遗传因素关系非常密切，遗传度高达80%~90%。
脑结构和功能异常
目前的研究显示，孤独症患儿存在脑结构和功能的异常。部分孤独症患者存在小脑发育不良、脑干萎缩、杏仁核缩小、胼胝体缩小、海马缩小、侧扣带回缩小、早期脑体积增大等。
生物学机制
氧化应激假说
过氧化物增加，抗氧化能力减弱。
免疫异常假说
母孕期和出生后的免疫功能异常和神经炎症反应。
脑—肠轴假说
肠道菌群异常，导致免疫异常和/或营养素转化吸收困难，最终影响神经发育和功能。
兴奋抑制假说
谷氨酸和γ-氨基丁酸（GABA）失衡。
神经肽类假说
某些神经肽异常，例如催产素、精氨酸后叶加压素（抗利尿激素）、褪黑素。
内源性大麻素假说
内源性大麻素系统异常，例如大麻素受体1（CB1）基因表达下调，内源性配体AEA浓度降低。
离子通道异常假说
钙离子、钾离子等通道异常。
营养素缺乏假说
因外源性或内源性原因导致营养素缺乏，例如叶酸、维生素D3、维生素B族、omega-3 、DHA等。
其他因素
目前，还有学者探讨重金属、空气污染等与孤独症之间的关系，但研究尚未得到一致的结论。
诱发因素
母孕期不利因
目前有研究显示，母孕期不利因素是孤独症的危险因素，包括：
母孕期高龄；
母亲怀孕时父亲年龄较大；
母孕期有先兆流产、病毒感染、吸烟、服用某些药物、情绪不稳、出生时缺氧或窒息等。
后天的环境因素
特别是在患儿大脑发育关键期，其接触的不良的环境因素也会导致发病可能性增加。
