Odhaduje se, že Downův syndrom představuje přibližně 10 % všech středně těžkých až těžkých mentálních postižení. Vzhledem k charakteristickým rysům obličeje pacientů – výrazným epikantálním záhybům ve vnitřních koutcích očí, které způsobují jejich šikmý tvar – se tento stav často lidově označuje jako vrozená slabomyslnost, ačkoli odborníci tuto terminologii plně neschvalují.Mezi další běžné fyziologické charakteristiky Downova syndromu patří: srdeční abnormality, vyčnívající jazyk, plné tváře, deformity končetin, malý vzrůst a progresivní obezita. Stupeň mentálního postižení se u jednotlivých jedinců značně liší, většina však spadá do středního rozsahu. Od rozšíření vzdělávacích programů pro předškolní děti s Downovým syndromem v 70. letech 20. století však stále více dětí dosahuje úrovně IQ odpovídající mírnému mentálnímu postižení.
V zásadě existují tři typy Downova syndromu. Prvním je trizomie 21 (nejběžnější forma). U těchto dětí jsou místo obvyklých dvou kopií chromozomu 21 tři, což vede k trizomickému stavu. Druhým je mozaikový syndrom, způsobený vývojovými abnormalitami, kdy některé buňky mají navíc chromozom, zatímco jiné ne.Třetím je translokační Downův syndrom. K tomu dochází, když se extra chromozom z 21. páru připojí, buď zcela, nebo částečně, k jinému páru chromozomů. Pravděpodobnost, že se u dítěte vyvine Downův syndrom, je významně ovlivněna věkem matky. Děti narozené ženám mladším 20 let nebo starším 40 let jsou náchylnější k tomuto onemocnění (zejména ženy starší 40 let).Například riziko narození dítěte s Downovým syndromem je 1 z 1 300 u žen ve věku 20–30 let, 1 z 600 u žen ve věku 30–34 let, 1 z 300 u žen ve věku 35–39 let a 1 z 80 u žen ve věku 40–44 let.Proto lékaři někdy doporučují starším ženám, aby se během těhotenství podrobily amniocentéze, aby se zjistilo, zda má plod Downův syndrom nebo jiné chromozomální abnormality. V poslední době někteří vědci naznačují, že k Downovu syndromu mohou přispívat i jiné faktory než věk matky, například věk otce, nadměrné vystavení radiaci a některé virové infekce.
Fenylketonurie nastává, když tělo nedokáže přeměnit fenylalanin – látku obsaženou v běžných potravinách – na tyrosin. Nadměrné hromadění fenylalaninu v těle vede k abnormálnímu vývoji mozku. Dnes mohou novorozenci podstoupit screening na fenylketonurii během prvních několika dní po narození: mnoho států dokonce nařizuje, aby děti podstoupily tento test před propuštěním z nemocnice.Kontinuální sledování hladiny fenylalaninu v potravě od kojeneckého věku až po rané dětství předchází mentálnímu postižení. Léčba musí být zahájena v kojeneckém věku, jinak může dojít k vážnému mentálnímu postižení. Kromě včasné intervence se odborníci stále více zaměřují na screening rodičů na gen fenylketonurie.Ačkoli je pravděpodobnost, že se dva nositelé fenylketonurie vezmou, mimořádně nízká, pokud by k takové situaci došlo, genetické poradenství by bylo velmi prospěšné. Podobně jako fenylketonurie se Tay-Sachsova choroba vyskytuje, když jsou oba rodiče nositeli genu. Toto onemocnění způsobuje progresivní poškození mozku a nakonec vede k smrti.V současné době existují diagnostické metody k identifikaci nositelů. Kromě toho lze během těhotenství provést prenatální diagnostiku pomocí amniocentézy. Proto je mentální postižení způsobené genetickými faktory zcela preventabilní. Těhotné ženy by neměly zanedbávat screening v zájmu svých potomků.