Przyczyny zaburzeń ze spektrum autyzmu są złożone. Pierwotnie  skoncentrowano się na czynnikach patogennych, czyli na nieprawidłowych więziach i postawach rodziców. Postęp w badaniach nad etiologią autyzmu spowodował zmianę w teorii o tym, że aby pojawiło się zachowanie zaburzone lub adaptacyjne wpływ mają procesy zachodzące na wielu ścieżkach rozwoju i u każdego mogą być inne. Obecnie autyzm jest neurorozwojowym zaburzeniem, którego podłożem jest wiele złożonych czynników. Ważną rolę w tworzeniu specyficznych trudności towarzyszących autyzmowi odgrywają  skomplikowane struktury mózgu, w tym struktury korowe, układ limbiczny, oraz czynniki genetyczne. Wszystkie te procesy łączą się z innymi czynnikami środowiskowymi i biologicznymi, które wpływają z  różną siłą oraz dodatkowo zachodzą między nimi różne zależności. Nie ma jednej przyczyny powstawania autyzmu, jest to raczej złożony obraz spektrum autyzmu[1].

Znaczącą funkcję w formułowaniu autyzmu odgrywają czynniki genetyczne, które mają wpływ na rozwój mózgu w okresie przed i po urodzeniu. Według badań autyzm częściej współwystępuje u bliźniąt jednojajowych. Inne badania pokazały wpływ czynników genetycznych na powstawanie zaburzenia autyzmu u osób spokrewnionych, np. u rodzeństwa. Naukowcy zauważyli również u krewnych osób z autyzmem cechy w zachowaniu zbliżone do cech autyzmu. Były to: trudności w komunikowaniu, obniżone rozumienie sytuacji społecznych  czy przywiązanie do rutyn. Powyższe cechy nazwano „lżejszym wariantem autyzmu”. Jednak nie były to zachowania na tyle nasilone, by można było postawić diagnozę spektrum autyzmu. Innym pojęciem, które dotyczy odmienności wyrażania specyficznych, trudnych zachowań oraz towarzyszących im schematów jest określenie „szerszy fenotyp autyzmu”. Ustalono sześć charakterystycznych cech dla szerszego fenotypu autyzmu.

Są to:

1. mniej ukształtowana zdolność naśladowania ruchów,
2. osłabiona pamięć bodźców społecznych,
3. słabiej rozwinięte zdolności językowe,
4. trudność w odczytywaniu informacji dotyczących mimiki, ekspresji twarzy,
5. zaburzenia funkcji wykonawczych (kontrolowanie własnych działań i podejmowanie aktywności),
6. zaburzenia interakcji społecznych[2].

Poddano również badaniom obecność u osób spokrewnionych trudności w uczeniu się, opóźnienie w rozwoju mowy oraz niepełnosprawność intelektualną. Obecnie naukowcy zajmują się wpływem deficytów poznawczych, szczególnie odnoszących się do  funkcji wykonawczych, centralnej koherencji i teorii umysłu, które mają ogromny wpływ na pojawianie się objawów autyzmu. Badania wykazują, że u rodziców i rodzeństwa zauważono tendencję do zaburzeń w rozpoznawaniu emocji oraz obniżoną centralną koherencję. Badacze przewidują, że czynniki genetyczne dotyczą pewnych warunków, które wpływają na rozwój mózgu. Możliwości genetyczne mogą wpływać na mniej, lub bardziej utrudnione funkcjonowanie społeczne lub komunikowanie się. Przykładem takich predyspozycji mogą być, np: niewielki krąg znajomych, lub przedkładana samotność, opóźnienia rozwoju mowy, ograniczona komunikacja, lęk w sytuacjach społecznych, przywiązanie do rutyn.

Autyzm może współwystępować z innymi zaburzeniami o podłożu genetycznym, zwłaszcza z zespołem kruchego chromosomu X, stwardnieniem guzowatym, fenyloketonurią, zespołem Klinefeltera oraz z innymi trudnościami uwarunkowanymi genetycznie.

Przedstawia się także badania o zbieżności genetycznej autyzmu i zaburzeń rozwoju języka, na podstawie zakłóceń w przetwarzaniu fonologicznym u rodziców dzieci z  autyzmem, któremu towarzyszyła niepełnosprawność intelektualna[3].

Badania dotyczące genetycznych przyczyn autyzmu cały czas trwają. Jednak nie ma jednego genu lub zestawienia genetycznego, które wskazałoby bodziec wywołujący autyzm.

Zebrano również wiele informacji, które wskazują nieprawidłowy rozwój mózgu  u  osób ze spektrum autyzmu. Najczęściej badane są obszary móżdżku, płaty czołowe i  skroniowe, ciało migdałowate, wielkie spoidło i układ limbiczny. Zauważono dysproporcję objętości substancji białej i szarej mózgu oraz inną liczbę i długość neuronów. Na  powstawanie autyzmu może mieć wpływ zaburzenie organizacji procesów wzrostu mózgu we wczesnych latach życia. Dane na temat budowy struktur mózgowych odnoszą się do zwiększonej objętości mózgu u autystów. Jednak przyjmuje się, że nieprawidłowości anatomiczne mogą być defektem genetycznym, który bierze udział w rozwoju mózgu.

W strukturach układu limbicznego natomiast zauważono nadmierne nagromadzenie neuronów oraz mały ich rozmiar. Przypuszcza się, że powiększone ciało migdałowate u dzieci z autyzmem ma wpływ na nasilenie objawów autyzmu. U osób tych zauważono zaburzenia w  tworzeniu wspólnego pola uwagi, trudności w przetwarzaniu bodźców o podłożu emocjonalnym i społecznym, nawiązanie kontaktu wzrokowego. Badania nie są jednak kluczowe w tworzeniu trudności społeczno-emocjonalnych. Zaburzenie wczesnego rozwoju mózgu osób z autyzmem mieści ciało migdałowate i pozostawia skutki istotne dla rozwoju obszarów korowych. Ma to odniesienie do obszarów, które przetwarzają informacje wzrokowe, a szczególnie płaty skroniowe odpowiedzialne za doznania impulsów społecznych.

Nieprawidłowości w obrębie spoidła wielkiego, dotyczące znacznego zredukowania ilości aksonów w tym obszarze, wykazywały u osób badanych trudności w interakcji i  społecznej komunikacji. Rzadko występowały ograniczone wzorce zachowania. Anomalia odpowiedzialne za naukę i procesy poznawcze zaobserwowano w budowie móżdżku. U  większości badanych osób występował za mały rozmiar móżdżku i ograniczona ilość substancji szarej lub białej w różnych jego częściach. Jednak problemem okazało się, znalezienie w której części móżdżku występują anomalie anatomiczne. Na podstawie wyników badań z różnych metod neuroobrazowania nie można wyjaśnić przyczyn niskiej lub podwyższonej aktywności wskazanych obszarów mózgu. Nie wiadomo, czy zaburzenie znajduje się w danym obszarze, czy w nieprawidłowej komunikacji między różnymi obszarami mózgu. 

U osób z autyzmem występują zaburzenia neuronów lustrzanych, które mogą prowadzić do osłabienia umiejętności społecznych. Powstanie problemów w naśladowaniu, empatii i teorii umysłu może mieć uzasadnienie w dysfunkcji aktywności neuronów lustrzanych[4].

Naukowcy wykryli u dzieci ze spektrum autyzmu wpływ szkodliwych mutacji w  mitochondrialnym DNA. Mutacje mogą tworzyć się w trakcie rozwoju, a także być dziedziczone po matce. Niebezpieczeństwo wystąpienia mutacji zauważalne jest bardziej u  dzieci z niskim ilorazem inteligencji oraz z uboższym zestawem zachowań społecznych. Przy wystąpieniu szkodliwych mutacji w mitochondrialnym DNA istnieje ryzyko wystąpienia zaburzeń rozwojowych i neurologicznych, jak też zaburzeń spektrum autyzmu[5].

Badacze analizują powiązanie objawów i przyczyn autyzmu ze stresem oksydacyjnym i zaburzeniami mitochondrialnymi. Odkryli oni, że mitochondria dzieci z autyzmem zużywają bardzo mało tlenu, obniżają w ten sposób swoją aktywność. Mitochondria są podstawowym źródłem wewnątrzkomórkowych wolnych rodników. Mogą one uszkodzić struktury komórkowe, między innymi DNA. Komórki nerwowe dzieci z autyzmem nie radzą sobie z  produktem ubocznym aktywności mitochondrialnej, dlatego są narażone na wyższy poziom stresu oksydacyjnego. Zaburzenia mitochondrialne mogą być spowodowane uszkodzonymi genami, wpływem środowiska, lub połączeniem tych czynników[6].

Przy niedostatecznym zaopatrywaniu energetycznym komórek dochodzi do zahamowania metabolizmu mitochondriów. Dzieci z autyzmem mają niedobory witaminy B 12, kwasu omega 3 DHA. Równie ważny jest koenzym Q10, który chroni ścianki komórek, aktywuje uszkodzenia mitochondria. Witamina C chroni mitochondria, bierze udział w  detoksykacji wątroby oraz z koenzymem Q 10 tworzy hormony odpornościowe. Glicyna działa przeciwlękowo i uspokajająco. Występują niedobory cynku i selenu[7].

W ośrodkowym układzie nerwowym zachodzą pewne nieprawidłowości neurochemiczne, które mogą mieć wpływ na zaburzenia autyzmu. U około 30% osób z  autyzmem występuje nieprawidłowy poziom serotoniny i dopaminy. Zaburzony przekaz serotoniny może mieć wpływ na nasilenie agresji i stereotypii, a dopaminy wpływać na  pobudzenie aktywności ruchowej i również stereotypii. Wskazano także u osób z autyzmem podwyższone stężenie we krwi kwasu glutaminowego. Kwas ten pełni ważna rolę w procesie uczenia się i pamięci[8]. Następnie zwrócono uwagę na zaburzony ośrodkowy metabolizm opioidów, które mogą być powiązane z agresją i autoagresją. Opioidy odpowiadają za łagodzenie bólu i wywołanie snu. Zaburzenia snu występujące w autyzmie oraz objawy ze strony układu pokarmowego związane są prawdopodobnie ze stężeniem we krwi wazoaktywnego peptydu jelitowego. Wazoaktywny peptyd jelitowy reguluje rozwój mózgu, a  jego ośrodkowe działanie wiąże się z innymi peptydami sekretyną i glukagonem. Na etiologię zaburzeń funkcjonowania społecznego i empatie u osób autystycznych prawdopodobnie wpływa mniejsze stężenie oksytocyny w surowicy. Podczas podawania dożylnego oksytocyny osobom z autyzmem, zauważono zmniejszenie nasilenia stereotypii ruchowych[9].

Przypuszcza się, że u osób, które mają pewne genetyczne predyspozycje zaburzenie  tworzy się pod wpływem czynnika środowiskowego. Przeważnie skoncentrowano się na czynnikach przed urodzeniem i okołoporodowych mających wpływ na wczesny rozwój dzieci z autyzmem. W gronie przyczyn były: ciąża niedonoszona lub przenoszona, niska masa urodzeniowa, zażywanie leków przez matkę w czasie ciąży, cukrzyca ciążowa, poród pośladkowy, wywoływany, z użyciem narzędzi, pierwsze cesarskie cięcie, krwawienia, zaawansowany wiek matki lub ojca, kolejność urodzeń. Autyzm częściej występuje u dzieci z  wadami wrodzonymi, u wcześniaków o niskiej masie urodzeniowej oraz u dzieci, które po urodzeniu przebywały na oddziale intensywnej opieki. Stres prenatalny jest kolejnym czynnikiem mogącym zaburzyć wczesny rozwój dzieci z autyzmem. Badacze określili, że stres podczas ciąży może osłabić barierę łożyska i przepuszczać szkodliwe czynniki[10]. 

U osób z autyzmem jest wiele dolegliwości związanych ze zdrowiem. Wiele badań dotyczy schorzeń związanych z zaburzeniami metabolizmu, dysfunkcji immunologicznych, infekcji grzybiczych, wirusowych, bakteryjnych, a także anomaliami w pracy narządów wewnętrznych – nerek, wątroby. Najwięcej danych z badań dotyczy nadwrażliwości na gluten i kazeinę, zaburzeń metabolizmu peptydów, chorób zapalnych jelit powiązanych z  problemami immunologicznymi oraz zatrucia rtęcią, innymi metalami ciężkimi i  pestycydami[11].

Na podstawie badań potwierdzono związek między występowaniem chorób immunologicznych, a autyzmem u dzieci. Najczęstsze objawy chorób przewodu pokarmowego u dzieci z autyzmem to między innymi: bóle brzucha, biegunki, zaparcia, odbijania, refluks żołądkowo-przełykowy, gazy jelitowe, wzdęcia. Wiele badań potwierdziło wpływ diety bez glutenu, kazeiny i laktozy na zachowania autystów. Ważne jest także unikanie środków konserwujących i barwiących. Dużo dzieci ma problemy z florą bakteryjną i błoną śluzowa jelit[12]. Pozytywny wpływ na powyższe problemy mają probiotyki, które zmieniają mikroflorę i są pomocną metodą terapii w celu odnowienia normalnej flory jelitowej, zmniejszenia stanu zapalnego oraz odbudowania bariery śluzówki[13].

Większość dzieci ma pyrolurię, czyli zaburzenie genetyczne którego źródłem jest niedobór biochemiczny, objawiający się nadmierną produkcją pyroli. Jest to produkt uboczny syntezy hemoglobiny i normalnie wydalany z moczem. Jednak u osób z autyzmem poziom pyroli jest wysoki, a przez to że pyrole wiążą się z witaminą B12 i cynkiem, występują niedobory tych składników. Pyroluria związana jest z zatruciem metalami ciężkimi[14].

Układ immunologiczny, który jest osłabiony przyczynia sie także do infekcji grzybiczych. Badania nad wpływem drożdżaków (Candida) na dzieci z autyzmem wykazują nasilenie problemów behawioralno – zdrowotnych. Centralny układ nerwowy jest bodźcowany przez grzybicze neurotoksyny, co powoduje jego zaburzoną pracę. Obniżone samopoczucie, zdolności umysłowe i adaptacyjne to niektóre objawy wywołane zatruciem neurotoksynami produkowanymi przez grzyby. Bardzo istotna jest dieta, wzmacnianie układu odpornościowego, zadbanie o naturalną florę bakteryjną jelit dziecka oraz unikanie antybiotyków, czy sterydów[15].

U osób z autyzmem występuje również niski poziom melatoniny, jednak nie ma jasnych przyczyn tego zaburzenia. Melatonina jest przeciwutleniaczem niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania mózgu. Problemy ze snem występują bardzo często
u dzieci z autyzmem. Badania pokazują, że dzieci te śpią przeciętnie krócej, niż rówieśnicy prawidłowo rozwijający się. Zaburzenia snu mogą być spowodowane czynnikami genetycznymi, neuroprzekaźnictwem oraz innymi nieprawidłowo działającymi układami[16].

Podsumowując obecny stan wiedzy na temat przyczyn i struktury powstawania autyzmu wskazuje on na stwierdzenie, że nie ma jednego czynnika odpowiedzialnego za zaburzenie spektrum autyzmu. Badania skupiają się na czynnikach, które potęgują możliwość wystąpienia zaburzeń ze spektrum autyzmu[17]. Zmiany zachodzące w funkcjonowaniu układu immunologicznego, zaburzenia dotyczące neuroprzekaźnictwa, dysfunkcje w układzie pokarmowym i zmiany w konkretnych chromosomach oraz wpływ toksyn oddziałujących z  otaczającego nas środowiska, to prawdopodobne przyczyny zaburzeń ze spektrum autyzmu, które dodatkowo są rezultatem wzajemnych wpływów[18].