近年来相继提出了多巴胺、去甲肾上腺素及5 -羟色胺假说。研究发现多巴胺- β -羟化酶活性增加与寻找新奇的行为及冲动有关,儿茶酚氧位甲基转移酶(COMT)活性增加与注意缺陷和敌意有关。正电子发射断层成像(PET)研究发现,多动症患者运动前区及前额叶皮质的灌流量减少,推测其代谢率降低,而这些脑区对注意和运动的控制有关。脑电图显示慢波增多,快波减少,在额叶导联最为明显。还发现部分患者血铅水平升高,血锌水平降低,但头发中锌含量升高。