ALD werd voor het eerst beschreven in 1923 door de artsen Siemerling en Creutzfeld als een gecombineerde bijnier- en hersenziekte. In 1976 werd ontdekt dat er een stapeling is van de zogenaamde verzadigde zeer lange keten vetzuren (ZLKV) in verschillende weefsels. ZLKV zijn vetzuren die bestaan uit meer dan 22 aaneengeschakelde koolstofatomen. Ze worden voornamelijk door het lichaam zelf gemaakt uit kortere vetzuren en komen deels uit de voeding. Normaal gesproken wordt het teveel aan ZLKV afgebroken in kleine structuren in de cel, de zogenaamde 'peroxisomen'.

Het ALD-gen maakt het enzym ALDP. ALDP fungeert als een poort in de wand (het membraan) van het peroxisoom waardoor de ZLKV het peroxisoom in getransporteerd worden. Een afwijking (mutatie) in het ALD-gen heeft als gevolg dat het ALDP niet goed functioneert en de ZLKV het peroxisoom niet in kunnen. Bij ALD is dus het afbraakproces van ZLKV verstoord. Hierdoor ontstaat een disbalans tussen de aanmaak van ZLKV en de afbraak van ZLKV: de ZLKV worden niet meer afgebroken, maar worden wel aangemaakt. Door deze disbalans stapelen de ZLKV zich op in weefsels en organen. De ZLKV zijn schadelijk voor met name de hersenen, het ruggenmerg, de bijnieren en de testikels.

De genetische oorzaak van de ziekte (het gen) ligt op het X-chromosoom (geslachtschromosoom). Ook vrouwen (draagsters) kunnen verschijnselen hebben. Met 'adreno' wordt aangegeven dat de bijnieren bij de ziekte zijn betrokken. 'Leukodystrofie' geeft aan dat de witte stof (een soort isolatielaag om de zenuwcellen heen) beschadigd raakt.