In het bijzonder wordt het veroorzaakt door een mutatie in het hexa -gen Gelegen op chromosoom 15. Dit gen biedt instructies voor het maken van een enzym genaamd hexosaminidase A , wat cruciaal is voor het afbreken van een vette substantie genaamd gm2 ganglioside in de hersen- en zenuwcellen.

Wanneer het hexa-gen wordt gemuteerd, kan het lichaam niet genoeg hexosaminidase A produceren, wat leidt tot een opbouw van GM2-ganglioside in de hersenen. Deze accumulatie veroorzaakt progressieve schade aan zenuwcellen, wat leidt tot de symptomen van de ziekte van Tay-Sachs.