儿童孤独症的发生与遗传、神经生物学、环境等因素相关。遗传因素重要，单卵双胞胎同病率高，有相关候选基因；神经生物学方面大脑结构功能异常，神经递质失衡；环境因素包括孕期感染、接触有害物质、不良心理状态，围生期早产、低出生体重等，产后早期缺乏环境刺激、家庭环境不良等均可能增加患病风险，不同年龄段受各因素影响程度有别。
年龄与性别因素：遗传因素对不同年龄儿童的影响是普遍存在的，并没有特定的年龄差异。在性别方面，虽然孤独症在男孩中的发病率明显高于女孩，但这主要是由多种因素共同作用导致，遗传因素是其中的重要基础之一，只是在遗传背景下，不同性别对相关基因的易感性等可能存在差异，但遗传因素本身不是因性别而有本质区别的触发原因，而是为孤独症的发生提供了遗传易感性的基础。
神经生物学因素
大脑结构和功能异常：儿童孤独症患儿在大脑结构上存在诸多异常，例如额叶、颞叶等脑区的体积可能发生变化，海马体积也可能减小。在大脑功能方面，神经影像学研究发现，患儿的大脑神经连接存在异常，如额叶-边缘系统等脑区之间的连接障碍。这种大脑结构和功能的异常会影响神经信号的正常传递和处理，进而导致孤独症相关的社交、沟通等方面的症状出现。不同年龄段的儿童，大脑处于不同的发育阶段，大脑结构和功能的异常在儿童早期就可能逐渐显现出来，影响其正常的认知、社交等功能发展。
神经递质失衡：神经递质如5-羟色胺、多巴胺等在儿童的神经调节中起着关键作用。孤独症患儿可能存在神经递质失衡的情况。例如，5-羟色胺功能异常可能影响患儿的情绪调节、社交行为等；多巴胺系统的异常可能与患儿的刻板行为、兴趣狭窄等症状相关。神经递质的失衡是一个复杂的过程，可能在儿童大脑发育过程中由于多种因素相互作用而发生，不同年龄的儿童，其神经递质系统的发育程度不同，对神经递质失衡的反应和表现也会有所差异。
环境因素
孕期环境因素：母亲在孕期的一些不良环境因素可能增加儿童患孤独症的风险。例如，孕期感染，如风疹病毒、巨细胞病毒等感染可能影响胎儿大脑的发育。母亲孕期接触有害物质，如铅等重金属，也可能对胎儿神经系统造成损害。此外，孕期母亲的不良心理状态，如严重的焦虑、抑郁等，可能通过神经内分泌等途径影响胎儿的发育，增加儿童孤独症的发病几率。不同孕期阶段，胎儿大脑发育的关键时期不同，孕期早期是神经系统发育的重要阶段，此时的环境因素影响可能更为关键。
围生期因素：围生期即分娩前后的时期，一些围生期因素也与儿童孤独症相关。如早产、低出生体重、新生儿窒息等情况都可能影响儿童的神经发育。早产的儿童神经系统发育尚未完全成熟，低出生体重可能意味着在子宫内的发育受到一定影响，新生儿窒息则可能导致脑部缺氧，这些都可能干扰大脑的正常发育过程，从而增加孤独症的发病风险。对于不同出生体重和孕周的新生儿，围生期因素的影响程度不同，需要特别关注低出生体重和早产等情况对儿童神经发育的潜在影响。
产后早期环境因素：儿童出生后的早期环境也很重要。例如，早期缺乏丰富的环境刺激，儿童的大脑得不到足够的认知、社交等方面的刺激，可能影响其神经发育，增加孤独症的发病风险。此外，早期家庭环境的不良，如父母与儿童互动较少、家庭氛围紧张等，也可能对儿童的心理和神经发育产生不利影响。不同年龄段的儿童，早期环境刺激对其神经发育的影响程度不同，婴幼儿期是大脑快速发育和建立各种神经连接的关键时期，此时的环境因素影响更为显著。
