لا يوجد سبب واحد معروف للإصابة باضطراب طيف التوحد. وبالأخذ بالاعتبار تعقيد هذا الاضطراب، وتباين أعراضه وشدته، فمن المحتمل أن يكون هناك العديد من الأسباب له. قد يلعب التكوين الوراثي والبيئة دورًا.
العوامل الوراثية: يبدو أن عدة جينات مختلفة تدخل في نشأة اضطراب طيف التوحد. قد يرتبط اضطراب طيف التوحد في بعض الأطفال باضطراب جيني مثل متلازمة ريت أو متلازمة الصبغي إكس الهش. وقد تعزز التغيرات الجينية (الطفرات) خطر الإصابة باضطراب طيف التوحد في أطفال آخرين. لكن بالوقت نفسه قد تؤثر جينات أخرى في تطور الدماغ أو طريقة تواصل خلايا الدماغ أو قد تحدد شدة الأعراض. قد تبدو بعض الطفرات الجينية موروثة، بينما تحدث طفرات أخرى بشكل تلقائي.
العوامل البيئية: يدرس الباحثون حاليًا ما إذا كانت العوامل، مثل العدوى الفيروسية أو الأدوية أو المضاعفات أثناء الحمل أو ملوثات الهواء تلعب دورًا في التسبب في اضطراب طيف التوحد.
التحصينات: واحدٌ من أكبر الخلافات القائمة على حالة اضطراب طيف التوحد هو ما إن كان له علاقةٌ بالتحصينات التي يأخذها المصاب في فترة طفولته. وبالرغم من كثرة الأبحاث المتعلقة بهذه القضية، فإن أيًا منها لم يُثبت وجود علاقةٍ بين اضطراب طيف التوحد وأيٍ من التحصينات الشائعة. بل إن الدراسة الأصلية التي أثارت ذلك الخلاف قبل سنواتٍ تم ضحدها نظرًا إلى ضعف حجتها والوسائل الدراسية المستخدمة فيها. قد يعرّض إهمال التحصينات طفلك للإصابة بالعديد من الأمراض الخطيرة ونقلها للآخرين، مثل السعال الديكي (أبو شاهوق)، والحصبة الألمانية، وحمى النكاف.