Odhaduje sa, že Downov syndróm predstavuje približne 10 % všetkých stredne ťažkých až ťažkých mentálnych postihnutí. Vzhľadom na charakteristické črty tváre pacientov – výrazné epikantálne záhyby vo vnútorných kútikoch očí, ktoré spôsobujú ich šikmé smerovanie nahor – sa tento stav často v bežnej reči označuje ako vrodená imbecilita, hoci odborníci túto terminológiu úplne neschvaľujú.Medzi ďalšie bežné fyziologické charakteristiky Downovho syndrómu patria: srdcové abnormality, vystupujúci jazyk, plnosť tváre, deformácie končatín, nízka postava a progresívna obezita. Stupeň mentálneho postihnutia sa medzi jednotlivcami výrazne líši, hoci väčšina z nich patrí do stredne ťažkej kategórie. Od rozšírenia vzdelávacích programov pre deti predškolského veku s Downovým syndrómom v 70. rokoch 20. storočia však čoraz viac detí dosahuje IQ úroveň zodpovedajúcu ľahkému mentálnemu postihnutiu.
Existujú v podstate tri typy Downovho syndrómu. Prvým je trizómia 21 (najbežnejšia forma). U týchto detí sa namiesto obvyklých dvoch kópií chromozómu 21 vyskytujú tri kópie, čo vedie k trizómickej poruche. Druhým je mozaikový syndróm, spôsobený vývojovými abnormalitami, pri ktorých niektoré bunky majú extra chromozóm, zatiaľ čo iné nie.Tretí je translokačný Downov syndróm. K nemu dochádza, keď sa extra chromozóm z 21. páru pripojí, buď úplne alebo čiastočne, k inému páru chromozómov. Pravdepodobnosť, že dieťa bude mať Downov syndróm, výrazne ovplyvňuje vek matky. Deti narodené ženám mladším ako 20 alebo starším ako 40 rokov sú náchylnejšie na tento syndróm (najmä tie staršie).Napríklad riziko narodenia dieťaťa s Downovým syndrómom je 1 z 1 300 u žien vo veku 20 – 30 rokov, 1 z 600 u žien vo veku 30 – 34 rokov, 1 z 300 u žien vo veku 35 – 39 rokov a 1 z 80 u žien vo veku 40 – 44 rokov.Preto lekári niekedy odporúčajú starším ženám, aby sa počas tehotenstva podrobili amniocentéze, aby sa zistilo, či má plod Downov syndróm alebo iné chromozómové abnormality. Nedávno niektorí výskumníci naznačili, že na Downov syndróm môžu mať vplyv aj iné faktory ako vek matky, napríklad vek otca, nadmerná expozícia žiareniu a určité vírusové infekcie.
Fenylketonúria sa vyskytuje, keď telo nedokáže premeniť fenylalanín – látku nachádzajúcu sa v bežných potravinách – na tyrozín. Nadmerné hromadenie fenylalanínu v tele vedie k abnormálnemu vývoju mozgu. Dnes je možné novorodencov vyšetriť na fenylketonúriu v priebehu prvých dní po narodení: mnohé štáty dokonca vyžadujú, aby sa novorodenci podrobili tomuto vyšetreniu pred prepustením z nemocnice.Neustále monitorovanie a kontrola hladiny fenylalanínu v strave od dojčenského veku až do polovice detstva môže zabrániť mentálnej retardácii. Liečba tohto ochorenia musí začať v dojčenskom veku, inak môže dôjsť k vážnemu mentálnemu postihnutiu. Okrem včasnej intervencie sa špecialisti čoraz viac zameriavajú na skríning rodičov na prítomnosť génu fenylketonúrie.Hoci je pravdepodobnosť, že sa dvaja nositelia fenylketonúrie vezmú, mimoriadne nízka, ak by k takejto situácii došlo, genetické poradenstvo by bolo veľmi prospešné. Podobne ako fenylketonúria, Tay-Sachsova choroba sa vyskytuje, ak sú obaja rodičia nositeľmi génu. Toto ochorenie spôsobuje progresívne poškodenie mozgu a nakoniec vedie k smrti.V súčasnosti existujú diagnostické metódy na identifikáciu nositeľov. Okrem toho je možné vykonať prenatálnu diagnostiku prostredníctvom amniocentézy počas tehotenstva. Preto je možné úplne predísť mentálnej retardácii spôsobenej genetickými faktormi. Tehotné ženy by nemali zanedbávať skríning v záujme svojich potomkov.