孤独症的病因目前尚未完全明确，但研究表明可能与以下多方面因素有关。目前普遍认为孤独症是多种因素共同作用导致的，其中遗传因素占据重要地位，据统计，约70% - 90%的孤独症患儿存在遗传易感性。
遗传因素方面
基因变异： 大量研究发现，孤独症与多个基因的变异有关。例如，染色体16p11.2区域的基因缺失或重复等变异情况，会显著增加患孤独症的风险。目前已发现超过100个与孤独症相关的候选基因，这些基因在神经发育、突触功能、神经元迁移等过程中发挥作用，若出现异常就可能引发孤独症。家族遗传倾向： 如果家族中有孤独症患者，那么家族中其他成员患孤独症的概率比普通人群高很多。有数据显示，孤独症患儿的一级亲属（父母、兄弟姐妹）中，孤独症的患病率约为5% - 10%，而二级亲属（祖父母、叔伯姑姨等）的患病率也会高于正常人群。
环境因素方面
孕期环境影响： 母亲在孕期的一些不良因素会增加孩子患孤独症的风险。比如孕期感染，尤其是在怀孕早期感染风疹病毒、巨细胞病毒等，会影响胎儿神经系统的发育，从而增加孩子患孤独症的可能性。另外，孕期接触某些化学物质，像铅、汞等重金属，也可能对胎儿神经发育产生不良影响，提高孤独症的发病几率。分娩过程因素： 早产、低出生体重等分娩相关情况也与孤独症的发生有关。早产儿由于神经系统发育尚未完全成熟，更容易受到各种因素的干扰，导致神经发育出现异常，进而增加患孤独症的风险。低出生体重儿同样在神经发育方面面临更多挑战，患孤独症的概率相对正常出生体重儿要高。
神经生物学因素方面
大脑结构异常： 孤独症患儿的大脑在结构上存在一些异常表现。例如，大脑某些区域的体积发生变化，如额叶、颞叶等区域的体积可能小于正常儿童。而且大脑的神经连接也存在异常，神经元之间的突触连接数量和功能可能出现问题，影响信息的传递和处理，从而导致孤独症患儿出现社交障碍、沟通障碍等典型症状。神经递质失衡： 神经递质在神经系统的功能调节中起着重要作用，孤独症患儿体内的神经递质可能存在失衡情况。比如5 - 羟色胺、多巴胺等神经递质的水平异常，会影响大脑的情感、认知、社交等功能，进而引发孤独症相关的症状。例如，5 - 羟色胺水平异常可能导致患儿出现情绪不稳定、社交退缩等表现。