Det anslås, at Downs syndrom udgør ca. 10 % af alle moderate til svære intellektuelle handicap. På grund af patienternes karakteristiske ansigtstræk – markeret af tykke epikantale folder i de indre øjenkroge, der forårsager en opadgående skråning – kaldes tilstanden ofte i daglig tale medfødt imbecilitet, selvom eksperter ikke fuldt ud støtter denne terminologi.Andre almindelige fysiologiske karakteristika ved Downs syndrom omfatter: hjerteabnormiteter, fremstående tunge, fyldig ansigtsform, deformiteter i lemmerne, kort vækst og progressiv fedme. Graden af intellektuel handicap varierer betydeligt fra person til person, men de fleste falder inden for det moderate interval. Siden udvidelsen af uddannelsesprogrammer for førskolebørn med Downs syndrom i 1970'erne har et stigende antal dog opnået IQ-niveauer, der svarer til mild intellektuel handicap.
Der er grundlæggende tre typer af Downs syndrom. Den første er trisomi 21 (den mest almindelige form). Hos disse børn er der tre kopier af kromosom 21 i stedet for de sædvanlige to, hvilket resulterer i en trisomisk tilstand. Den anden er mosaiksyndrom, der skyldes udviklingsabnormiteter, hvor nogle celler har et ekstra kromosom, mens andre ikke har.Den tredje er translokations-Downs syndrom. Dette opstår, når det ekstra kromosom fra det 21. par fastgør sig, helt eller delvist, til et andet kromosompar. Sandsynligheden for, at et barn udvikler Downs syndrom, er i høj grad påvirket af moderens alder. Børn født af mødre under 20 eller over 40 år har større risiko for at blive ramt (især sidstnævnte).For eksempel er risikoen for at få et barn med Downs syndrom 1 ud af 1.300 for kvinder i alderen 20-30 år, 1 ud af 600 for kvinder i alderen 30-34 år, 1 ud af 300 for kvinder i alderen 35-39 år og 1 ud af 80 for kvinder i alderen 40-44 år.Derfor råder læger undertiden ældre kvinder til at få foretaget fostervandsprøve under graviditeten for at fastslå, om fosteret har Downs syndrom eller andre kromosomafvigelser. For nylig har nogle forskere antydet, at andre faktorer end moderens alder også kan bidrage til Downs syndrom, f.eks. faderens alder, overdreven stråleeksponering og visse virusinfektioner.
Fenylketonuri opstår, når kroppen ikke kan omdanne fenylalanin – et stof, der findes i almindelige fødevarer – til tyrosin. Overdreven ophobning af fenylalanin i kroppen fører til unormal hjerneudvikling. I dag kan nyfødte gennemgå screening for fenylketonuri inden for de første par dage efter fødslen: Mange stater kræver endda, at spædbørn skal gennemgå denne test, før de udskrives fra hospitalet.Kontinuerlig overvågning og kontrol af phenylalaninniveauerne i kosten fra spædbarnsalderen til midten af barndommen kan forhindre intellektuel handicap. Behandlingen af denne tilstand skal påbegyndes i spædbarnsalderen, ellers kan det medføre alvorlig intellektuel svækkelse. Ud over rettidig intervention fokuserer specialister i stigende grad på at screene forældre for phenylketonuri-genet.Selvom sandsynligheden for, at to bærere af phenylketonuri gifter sig, er yderst lav, vil genetisk rådgivning være meget gavnlig, hvis en sådan situation opstår. Ligesom phenylketonuri opstår Tay-Sachs sygdom, når begge forældre er bærere af genet. Denne tilstand forårsager progressiv hjerneskade og er i sidste ende dødelig.Der findes nu diagnostiske metoder til at identificere bærere. Desuden kan der foretages prænatal diagnose via fostervandsprøve under graviditeten. Derfor kan intellektuel handicap forårsaget af genetiske faktorer forebygges fuldstændigt. Gravide kvinder bør ikke forsømme screening for deres afkoms skyld.