单卵双胎同时患ADHD几乎为100%，而双卵双胎儿同时患病只有10%-20%。近亲中同时患病的家族聚集现象也提示ADHD与遗传因素有关。近研究表明与ADHD关联的基因变异体主要有多巴胺D4受体（DRD4）基因第3外显子上48bp重复多态性。多巴胺转运体（DAT1）基因480bp重复多态性。儿茶酚胺氧位甲基转移酶（COMT）基因158密码子上多态性。X染色体上DXS7基因座突触体维系蛋白-25（SNAP-25）基因多态性等。ADHD儿童上述基因变异率高于正常儿童。 DRD4基因突变使其对多巴胺的敏感性下降，而DAT1基因突变则加速了多巴胺的消除速率，使多巴胺在与神经元上的受体结合之前就被清除，从而引起了脑内输出-输入环路的异常。即多巴胺等中枢神经传递介质的不足易导致小儿活动度、警觉度、心境、认知等外表行为的异常。而利他林则有抑制多巴胺转运体的作用，延长多巴胺与受体结合所需的时间，从而起到治疗作用。
