家系和双生子研究显示遗传因素是导致多动症的重要原因。分子遗传学研究显示多动症是一种与神经发育密切相关的多基因遗传性疾病。
脑器质性因素：
研究发现母亲孕期感染、接触有毒物质、营养不良、吸烟、饮酒、各种原因所致宫内窘迫、非正常分娩、低出生体重儿以及生后1-2年内中枢神经系统感染或脑外伤均可能导致儿童神经发育异常，增高患多动症的风险。
中枢神经递质异常：
神经生化研究发现多动症儿童脑内去甲肾上腺素功能不足、多巴胺功能不足、5-羟色胺功能过高或相对不足，这些神经递质被认为可以激活大脑皮层或强化社会行为，由此推测多动症的病因可能是神经递质失调所导致的行为障碍。
社会心理因素：
不良的家庭环境和社会环境均有可能增加儿童患多动症的风险。儿童生活在不和睦的家庭环境中，精神常常处于紧张、压抑、恐惧、不安和矛盾的状态，容易出现冲动多动、注意力不集中、情绪不稳等行为问题，或加重多动症的某些症状。不当的教育方式也是多动症的危险因素之一，简单粗暴的教育方法、过度放任或过度保护均有可能成为多动症的引发因素。
其他因素：
有研究发现儿童过多食入含铅食物，体内血铅水平过高可能和多动、注意力不集中有关，有可能是多动症的潜在病因。