Monoamina oxidase A deficiência é causada por mutações no gene MAOA. Este gene fornece instruções para fazer uma enzima chamada monoamina oxidase A. Esta enzima decompõe químicos chamados monoaminas, incluindo serotonina, epinefrina e norepinefrina. Estas monoaminas em particular atuam como neurotransmissores, que transmitem sinais entre as células nervosas do cérebro. A monoamina oxidase A ajuda a quebrar os neurotransmissores quando a sinalização não é mais necessária. Os sinais transmitidos pela serotonina regulam o humor, a emoção, o sono e o apetite. A epinefrina e a norepinefrina controlam a resposta do corpo ao stress. Monoamina oxidase A também ajuda a quebrar as monoaminas encontradas na dieta.

Mutações no gene MAOA reduzem a atividade da monoamina oxidase A, que faz com que a serotonina e outros neurotransmissores se acumulem no cérebro. Não está claro como este acúmulo leva aos sinais e sintomas da deficiência de monoamina oxidase A. Os investigadores suspeitam que níveis elevados de serotonina podem prejudicar a capacidade de um indivíduo afectado de controlar os seus impulsos, levando a explosões agressivas. Além disso, as explosões podem ser uma reacção excessiva ao stress, possivelmente devido à degradação da epinefrina e norepinefrina.

A redução da monoamina oxidase A actividade também prejudica a degradação das monoaminas encontradas nos alimentos. Um excesso dessas moléculas pode contribuir para os problemas comportamentais, rubor, sudorese e outros sintomas associados à deficiência de monoamina oxidase A, que pode ser a razão pela qual alimentos ricos em monoaminas às vezes pioram os sintomas da condição.

Monoamina oxidase A tem um papel no desenvolvimento normal do cérebro. Alguns estudos sugerem que a redução da monoamina oxidase A altera o desenvolvimento de certas regiões do cérebro, o que pode contribuir para a incapacidade intelectual e problemas comportamentais em pessoas com deficiência de monoamina oxidase A.

A investigação sugere que factores ambientais, tais como maus-tratos na infância, podem afectar a gravidade da condição e os problemas comportamentais que se desenvolvem.