Estima-se que 20% dos indivíduos com TEA são diagnosticados com deleções ou duplicações cromossômicas (por exemplo, 15q11.2, BP1-BP2, 16p11.2 e 15q13.3), síndromes identificadas (por exemplo, Williams, Phelan-McDermid e Shprintzen velocardiofacial) ou distúrbios de gene único. 

O TEA essencial consiste em indivíduos nos quais há evidências de alguma anormalidade na morfogênese precoce, manifestada por dismorfologia significativa ou microcefalia. Os demais casos de TEA se encaixam na definição de complexo. 

Assim como os testes genéticos, os testes metabólicos abrangem uma vasta gama de testes que vão desde a triagem não específica de múltiplas condições (lactato em distúrbios mitocondriais) até grupos categóricos de distúrbios (aminoácidos plasmáticos para distúrbios do ciclo da ureia). No entanto, as evidências genéticas e bioquímicas implicam uma ampla variedade de erros inatos do metabolismo, na patogênese de um subconjunto - estimado, atualmente, em 10%, - de crianças com TEA.

As associações genéticas patogênicas com o TEA incluem variantes de nucleotídeo único, variantes de número de cópias (CNVs; microdeleções e duplicações), aneuploidia cromossômica (números anormais de cromossomos), expansões de repetições de trinucleotídeos, distúrbios de impressão/metilação e alterações genéticas poligênicasmultifatoriais. Não existe um único teste genético que possa capturar com precisão todas as potenciais associações etiológicas com o TEA.