Etiologia zaburzenia jakim jest autyzm jest bardzo złożona i wieloczynnikowa. Mimo wielu przeprowadzonych badań i niepotwierdzonych teorii, wciąż nie wiadomo jak dochodzi do powstania tego zaburzenia.

E. R. Ritvo uważa, że przyczyna autyzmu jest bezpośrednio związana ze zmianami poziomu serotoniny, która występuje we wszystkich odcinkach mózgu oraz we krwi – w trombocytach. 40% dzieci autystycznych ma podwyższony poziom serotoniny we krwi. Zaburzenia te mogą prowadzić do zaburzeń komunikacji i interakcji społecznych, które są konsekwencją zaburzeń systemu równowagi i mechanizmu westybularnego. A niedobór melatoniny (hormonu wytwarzanego przez szyszynkę) powoduje dodatkowo zaburzenia snu.
Na podstawie badań stwierdził również, że dendryty komórek nerwowych w nowej korze są zdeformowane, co przyczynia się bezpośrednio do problemów poznawczych oraz związanych z zachowaniem dzieci z autyzmem

Poza podanymi przyczynami, są również ważne uwarunkowania genetyczne. Zwłaszcza jeśli chodzi o gen EN2 na chromosomie 7, a także innymi genami znajdującymi się na chromosomach 3, 4, 11;

Naukowcy odkryli 20-30 genów odpowiedzialnych za powstanie autyzmu i wyróżniają geny odpowiedzialne za powstanie wczesnej i późnej odmiany autyzmu. Geny znajdujące się na chromosomie 11 są odpowiedzialne za powstanie autyzmu u mężczyzn a geny znajdujące się na chromosomie 4 są odpowiedzialne za powstanie autyzmu u kobiet.Kobiety posiadają więcej genów odpowiedzialnych za powstanie autyzmu niż mężczyżni^[4].Przekazywana jest nie tyle podatność na autyzm, ile skłonność do wystąpienia spektrum zaburzeń: trudności przystosowania, cech osobowości, czy innych psychoz. 

Ponadto badania pośmiertne i zdjęcia mózgu wykazały, że w mózgach osób autystycznych występują niewielkie zmiany strukturalne i funkcjonalne nieznanego pochodzenia. Jedna z wersji ukazuje, ze autyzmu związany jest z zaburzeniem czynności płatów czołowych, w miejscu gdzie informacje mają nadawane konkretne znaczenie- np. obraz domu jako budynku buduje powiązania emocjonalne, stwarzając obraz domu rodzinnego. Osoby autystyczne zwykle nie potrafią tworzyć takich powiązań.

Inne przyczyny autyzmu:

• wiek ojca od 40 i więcej lat zwiększa ryzyko zachorowalności na autyzm^[6]
• zaburzenia metaboliczne, przede wszystkim nietolerancja glutenu i kazeiny,zaleca się dietę pozbawioną tych substancji^{[potrzebne źródło]}
• urazy okołoporodowe
• uszkodzenia centralnego układu nerwowego
• toksoplazmoza (wrodzona)
• dziecięce porażenie mózgowe
• poważne infekcje i intensywne antybiotykoterapie w okresie niemowlęcym
• alergie i osłabiona sprawność immunologiczna
• obniżona zdolność do detoksykacji^{[potrzebne źródło]}
• zatrucie rtęcią i metalami ciężkimi^{[potrzebne źródło]}

Mimo że rodzice mogą zauważyć pierwsze objawy autyzmu u swojego dziecka po wykonaniu pierwszych rutynowych szczepień, a obawy niektórych doprowadziły do zmniejszenia częstości stosowania szczepień u dzieci (a w związku z tym zwiększenia prawdopodobieństwa epidemii odry), nie ma dowodów naukowych wskazujących na związek przyczynowo-skutkowy pomiędzy stosowaniem szczepionki przeciwko odrze, śwince i różyczke, a występowaniem autyzmu, a także nie ma naukowych dowodów na to, że Thiomersal (w USA znany jako Thimerosal) występujący w szczepionkach może przyczynić się do wystąpienia autyzmu