本病是常染色体隐性遗传病,基因位于21号染色体长臂(21qzz)。本病至少有三种不同的生化缺陷型:①胱硫醚合成酶缺乏型(简称“”合成酶型),是由同型关胱氨酸变为胱硫醚的代谢途径发生阻滞。本型最为多见。维生素B6是胱硫醚合成酶辅酶,故应用大剂量B6对部分病例有效。②甲基四氨叶酸-同型半胱氨酸甲基转移酶缺乏型(简称“甲基转移酶型”),是同型半胱氨酸变为蛋氨酸的代谢途径发生紊乱。这个代谢过程由两种甲基转移酶来催化,而维生素B12是甲基转移酶的辅酶。③5,10-N-甲烯四氢叶酸还原酶缺乏型(简称“还原酶型”)。正常时,这个还原酶为同型半胱氨酸提供甲基,以转变为蛋氨酸。此酶缺乏时,同型半胱氨酸的甲基化作用不足就与同型半胱氨酸共同蓄积于体内。