Monoaminooxidase A-mangel er forårsaget af mutationer i MAOA-genet. Dette gen giver instruktioner til fremstilling af et enzym kaldet monoaminoxidase A. Dette enzym nedbryder kemikalier kaldet monoaminer, herunder serotonin, epinephrin og noradrenalin. Disse særlige monoaminer fungerer som neurotransmittere, som overfører signaler mellem nerveceller i hjernen. Monoaminoxidase A hjælper med at nedbryde neurotransmitterne, når der ikke længere er behov for signalering. Signaler, der overføres af serotonin, regulerer humør, følelser, søvn og appetit. Epinephrin og noradrenalin styrer kroppens reaktion på stress. Monoaminoxidase A hjælper også med at nedbryde monoaminer, der findes i kosten.

Mutationer i MAOA-genet reducerer monoaminoxidase A-aktiviteten, hvilket får serotonin og andre neurotransmittere til at ophobe sig i hjernen. Det er uklart, hvordan denne ophobning fører til de tegn og symptomer på monoaminoxidase A-mangel. Forskere formoder, at høje niveauer af serotonin kan forringe en ramt persons evne til at kontrollere sine impulser, hvilket kan føre til aggressive udbrud. Desuden kan udbruddene være en overreaktion på stress, muligvis på grund af den nedsatte nedbrydning af epinephrin og noradrenalin.

En nedsættelse af monoaminoxidase A-aktiviteten forringer også nedbrydningen af monoaminer, der findes i fødevarer. Et overskud af disse molekyler kan bidrage til adfærdsproblemer, rødmen, svedeture og andre symptomer, der er forbundet med monoaminoxidase A-mangel, hvilket kan være grunden til, at fødevarer med et højt indhold af monoaminer nogle gange forværrer symptomerne på tilstanden.

Monoaminoxidase A spiller en rolle i den normale hjerneudvikling. Nogle undersøgelser tyder på, at nedsat aktivitet af monoaminoxidase A ændrer udviklingen af visse regioner i hjernen, hvilket kan bidrage til intellektuel funktionsnedsættelse og adfærdsproblemer hos personer med monoaminoxidase A-mangel.

Forskning tyder på, at miljømæssige faktorer, såsom mishandling i barndommen, kan have indflydelse på tilstandens sværhedsgrad og de adfærdsproblemer, der udvikler sig.