1.遺傳學
對家系、雙胞胎和寄養兒童的研究支持遺傳因素在ADHD的發病機制中很重要，其平均遺傳率約為76%。
2.神經遞質
神經生化和精神藥理學研究發現大腦中的神經化學遞質失衡，如患者血液和尿液中多巴胺和去甲腎上腺素功能低下，5-HT功能下降。多動症的多巴胺、去甲腎上腺素和5-羥色胺（5-HT）假說已被提出，但目前還沒有一個假說能完全解釋多動症的病因和發病機制。
3.神經解剖學和神經生理學
結構性磁共振成像（MRI）顯示患者的額葉發育異常，雙側尾狀核頭端不對稱。功能性磁共振成像也顯示ADHD患者的腦功能存在缺陷，如額葉功能低下，額葉功能激活異常，尤其是前額葉、基底神經節區、前扣帶皮層和小腦。
4.環境因素
這包括產前、圍產期和產後因素。與妊娠和分娩有關的危險因素包括患有多動症的母親吸菸和飲酒、患兒早產、產後缺血缺氧性腦病和甲狀腺功能障礙。與ADHD發病有關的兒童疾病包括病毒感染、腦膜炎、腦炎、頭部受傷、癲癇、毒素和藥物。更有爭議的因素包括營養不良、與飲食有關的過敏反應、過量飲用含有食品添加劑的飲料或食品、兒童缺鐵、血鉛水平升高以及與ADHD發展有關的血鋅水平降低，但證據尚不充分。
