De ziekte wordt veroorzaakt door mutaties in het ALDH5A1-gen, dat codeert voor het enzym succinaat-semialdehyde-dehydrogenase (SSADH). Dit enzym is nodig voor de afbraak van GABA (gamma-aminoboterzuur), de belangrijkste remmende neurotransmitter in de hersenen. Bij een tekort aan dit enzym stapelen GABA en het tussenproduct gamma-hydroxyboterzuur (GHB) zich op.