Down sendromu, normalde iki kopya halinde bulunması gereken 21. kromozomun 3 kopya bulunması nedeniyle gelişmektedir.

Down sendromu genetik bir rahatsızlıktır. Sağlıklı insanlarda 2 tanesi eşey kromozomu (XX veya XY) olmak üzere toplamda 46 kromozom bulunmaktadır. Kromozomlar, kişiye ait DNA’yı içeren ve etrafı proteinle sarılı yapılardır. Kromozomlar, hücrenin çekirdeğinde bulunur ve hücrenin fonksiyonlarını kontrol eder. Biri anneden biri de babadan gelecek şekilde iki kopya halinde bulunur. Yani eşey kromozomu hariç kalan 44 kromozom aslında 22 çift şeklindedir. Down sendromu olan kişilerde ise hücre bölünmesi sırasında meydana gelen bazı aksaklıklar sonucunda iki kopyası olması gereken 21. kromozomdan üç kopya bulunur. Dolayısıyla Down sendromu olan kişilerde toplamda 46 yerine 47 kromozom vardır. Down sendromu, 21. kromozomdan 3 kopya olması sebebiyle trizomi 21 olarak da adlandırılır.