In particolare, è causato da una mutazione nel gene hexa Situato sul cromosoma 15. Questo gene fornisce istruzioni per creare un enzima chiamato esosaminidasi A , che è cruciale per abbattere una sostanza grassa chiamata ganglioside gm2 nel cervello e nelle cellule nervose.

Quando il gene hexa è mutato, il corpo non può produrre abbastanza esosaminidasi A, portando a un accumulo di ganglioside GM2 nel cervello. Questo accumulo provoca danni progressivi alle cellule nervose, portando ai sintomi della malattia di Tay-Sachs.