Otizm spektrum bozukluğunun (OSB) kesin nedeni tam olarak anlaşılamamış olup, tek bir temel faktöre indirgenemez. Araştırmalar, OSB'nin genetik ve genetik olmayan faktörlerin karmaşık bir etkileşiminden kaynaklanan çok faktörlü bir durum olduğunu göstermektedir. Bu faktörler arasında doğum komplikasyonları, viral enfeksiyonlar ve çevresel kirlilik gibi çevresel etkiler yer almaktadır. Çeşitli kromozomlar üzerindeki 100'den fazla genin, farklı şiddetlerde OSB'ye katkıda bulunabileceği düşünülmektedir. Ayrıca, nadiren de olsa, beyin fonksiyonlarını ve hücresel iletişimi bozan bazı genetik bozukluklar, nörometabolik durumlar (beyin kimyası bozuklukları) veya epilepsi gibi durumlarda otistik özellikler gözlenmektedir.