Từ lâu bệnh tự kỷ được coi là có một nguyên nhân phổ biến ở các mức độ di truyền, nhận thức và thần kinh đối với bộ ba triệu chứng của bệnh tự kỷ.[28] Tuy nhiên ngày càng có nhiều nghi ngờ rằng tự kỷ thay vì là một chứng rối loạn phức tạp có những khía cạnh cốt lõi, nó lại có những nguyên nhân riêng biệt thường xảy ra cùng một lúc.[28][29]

Tự kỷ có một cơ sở di truyền mạnh, mặc dù những nguồn gốc của bệnh rất phức tạp và không rõ liệu ASD có được giải thích thêm bởi những đột biến hiếm với những ảnh hưởng lớn, hay bởi các tương tác của gen trội trong những biến thể di truyền phổ biến.[30][31] Sự phức tạp nảy sinh bởi tương tác giữa nhiều gen, môi trường và những yếu tố biểu sinh không làm thay đổi trình tự DNA nhưng lại di truyền và gây ảnh hưởng lên biểu hiện gen.[18] Nhiều gen có liên quan đến bệnh tự kỷ thông qua trình tự bộ gen trong những cá nhân bị nhiễm và bố mẹ chúng.[32]