本病的病因和发病机制不清，目前认为是多种因素相互作用所致。1.遗传家系研究、双生子和寄养子的研究支持遗传因素是ADHD的重要发病因素，平均遗传度约为76%。
2.神经递质神经生化和精神药理学研究发现，大脑内神经化学递质失衡，如患者血和尿中多巴胺和去甲肾上腺素功能低下，5-HT功能下降。有学者提出了ADHD的多巴胺、去甲肾上腺素及5-羟色胺(5-HT)假说，但尚没有哪一种假说能完全解释ADHD病因和发生机制。
3.神经解剖和神经生理结构磁共振成像(MRI)发现患者额叶发育异常和双侧尾状核头端不对称。功能MRI还发现ADHD患者存在脑功能的缺陷，如额叶功能低下，在额叶特别是前额叶、基底节区、前扣带回皮质、小脑等部位功能异常激活。
4.环境因素包括产前、围生期和出生后因素。其中与妊娠和分娩相关的危险因素包括ADHD患者母亲吸烟和饮酒、患儿早产、产后出现缺血缺氧性脑病以及甲状腺功能障碍。与ADHD发生有关的儿童期疾病包括病毒感染、脑膜炎、脑炎、头部损伤、癫痫、毒素和药物。更多存有争议的因素包括营养不良、与饮食相关的致敏反应、过多服用含食物添加剂的饮料或食物、儿童缺铁、血铅水平升高、血锌水平降低与ADHD发生有关，但目前证据尚不充分。
5.家庭和心理社会因素父母关系不和，家庭破裂，教养方式不当，父母性格不良，母亲患抑郁症，父亲有冲动、反社会行为或物质成瘾，家庭经济困难，住房拥挤，童年与父母分离、受虐待，学校的教育方法不当等不良因素均可能作为发病诱因或症状持续存在的原因。
