遗传代谢病是由于遗传物质发生改变（通常是基因突变）导致机体代谢途径异常而引发的疾病。其致病基因可由亲代遗传给子代，在受精卵形成时就已携带相关致病基因，从而使机体从出生起就存在代谢方面的潜在缺陷。
单基因遗传导致
由单个基因突变引起，比如某些氨基酸代谢相关的遗传代谢病，是因为编码参与氨基酸代谢酶的基因发生突变，使得酶的结构或功能异常，影响相应氨基酸的代谢过程。
多基因遗传相关
虽然涉及多个基因的变化，但环境因素也可能在一定程度上影响其发病。例如一些复杂的代谢综合征相关遗传代谢病，多个基因的微小变异加上不良生活方式等环境因素共同作用，增加发病风险。
染色体异常引发
染色体数目或结构的异常可导致遗传代谢病。如染色体缺失、重复等情况，可能使相关代谢相关基因的数量或位置改变，进而干扰正常代谢过程。
新发突变导致
在生殖细胞形成或受精卵早期分裂过程中发生的新的基因突变，虽父母双方染色体正常，但个体自身出现了新的致病基因变异，从而引发遗传代谢病。
遗传代谢病的成因较为复杂，不同类型的遗传代谢病有着各自特定的基因相关因素及可能的环境协同作用情况。早期准确诊断对于遗传代谢病的干预和治疗至关重要，尤其对于有家族遗传病史的人群，更应重视产前筛查等相关措施来预防此类疾病的发生。