孤独症的病因目前尚未完全明确，但研究表明可能与以下因素有关。目前认为遗传因素在孤独症的发病中占据重要地位，相关研究显示，孤独症患儿的一级亲属中孤独症谱系障碍的患病率约为2%~8%，远远高于普通人群。
遗传因素方面
基因变异影响：多个基因的变异与孤独症的发生相关。例如，一些与大脑发育、神经递质传递等功能相关的基因发生突变或拷贝数变异时，会增加患孤独症的风险。目前已发现上百个基因与孤独症的发病可能存在关联，这些基因参与了神经元的迁移、分化、突触形成等关键过程。遗传模式特点：孤独症的遗传模式较为复杂，可能涉及多基因遗传，即多个基因的共同作用以及基因与环境因素的相互作用。而且遗传因素不是单一基因的简单遗传，而是多个基因的累加效应以及基因与环境之间的复杂交互作用来影响孤独症的发病。
环境因素方面
孕期环境因素：母亲在孕期的一些不良因素可能影响胎儿的神经发育。比如孕期感染，尤其是在妊娠早期感染风疹病毒、巨细胞病毒等，会增加胎儿患孤独症的风险。另外，孕期接触某些化学物质，如铅等重金属，也可能对胎儿的神经系统发育产生不良影响，进而增加孤独症的发病几率。还有孕期母亲受到严重的精神刺激等心理因素，也可能与孤独症的发生有关。围产期因素：早产、低出生体重等围产期情况也与孤独症的发病相关。早产儿由于在子宫内发育时间不足，神经系统发育可能不完善；低出生体重儿在出生后的生长发育过程中，可能面临更多的健康问题，这些都可能影响大脑的正常发育，从而增加患孤独症的可能性。
神经生物学因素方面
神经递质异常：神经递质在大脑的神经传递和信息处理中起着重要作用。研究发现，孤独症患儿可能存在神经递质失衡的情况，例如5 - 羟色胺、多巴胺等神经递质的代谢或功能异常。5 - 羟色胺参与调节情绪、社交行为等，其水平或功能异常可能影响孤独症患儿的社交互动和重复刻板行为等症状；多巴胺与奖励机制、运动控制等有关，多巴胺系统的异常也可能与孤独症的发病相关。大脑结构和功能异常：孤独症患儿在大脑结构上可能存在一些异常，如大脑某些区域的体积改变，包括额叶、颞叶等区域的体积减小或发育异常。在大脑功能方面，大脑的神经网络连接可能出现异常，例如不同脑区之间的信息传递和整合出现障碍。这些大脑结构和功能的异常都会影响大脑正常的神经发育和功能，从而导致孤独症相关症状的出现。