حسب الإصدار الخامس للدليل التشخيصي والإحصائي للاضطرابات النفسية اضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه هو اضطراب عصبي نمائي أي أنه يكمن في مشكلة بنمو الدماغ والناقلات العصبية. وبعد مراجعة الأبحاث الخاصة باضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه، توصلت الجمعية الطبية الأمريكية إلى أن اضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه يعد من أفضل الاضطرابات التي تم البحث فيها في مجال الطب، ومجمل البيانات عن صحته هي أكثر إقناعاً من العديد من الحالات الطبية الأخرى.
وقد ثبت وجود اختلاف في أداء الدماغ في العديد من الدراسات التصويرية للأشخاص الذين تم تشخيصهم باضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه مقارنة بأقرانهم. فذوي الاضطراب عادة ما يُبدون نشاطاً أقل في المناطق الحيوية في الدماغ عند القيام بمهام تتطلب التركيز واتخاذ القرارات وضبط النفس. وقد وجدت بعض الدراسات التصويرية أيضاً اختلافات في حجم مناطق محددة من دماغ الأطفال من ذوي اضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه. كما أن هناك دليل قوي على أن الوراثة هي السبب الرئيسي لاضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه، وهذا لا يعود إلى جين معين بل إلى اشتراك تأثيرات العديد من الجينات. ويمكن القول بأن اضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه هو اضطراب وراثي، فإذا كان عند أحد الأبوين هذا الاضطراب فإن فرصة إصابة أبناءهم به تبلغ أكثر من 50%، وبالنسبة لأشقاء الطفل من ذوي افتا فإن نسبة الإصابة تبلغ 32%. ومن الممكن للعوامل البيئية وعوامل ماقبل الولادة أن تلعب دوراً في الإصابة بالاضطراب، إلا أنه أوضحت دراسات مشابهة أن أكثر من 80% من مشاكل عدم الانتباه وفرط الحركة والاندفاعية هي نتيجة لعوامل وراثية.
وترتبط أسباب الإصابة باضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه بمشاكل مزمنة في إطلاق وإعادة حبس مادتين كيميائيتين من الناقلات العصبية وهما ( الدوبامين ) و ( النورادرينالين ) واللتين تعدان هامتين للقيام بتواصل فعال في النظام الإداري للدماغ. ويقوم دماغ ذوي اضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه بتكوين هاتين المادتين الكيميائيتين مثل أي شخص آخر إلا أنه غالباً لايقوم بإطلاقها وإعادة حبسها بشكل فعال وهذا يؤدي إلى تباين واضح في قدرته على التركيز وإتمام الأشياء خاصة إذا لم تعتبر المهمة التي ينبغي أن يقوم بها الطالب نشاطاً شيقاً جداً بالنسبة له.