Badania neurochemiczne wskazują na zakłócenia poziomu neurotransmiterów we krwi co może sugerować zakłócenia procesów metabolizmu lub recepcyjnego funkcjonowania transmiterów. Różnice w poziomie chemicznym wskazują na przyczyny niektórych deficytów rozwojowych związanych z autyzmem lecz nie na przyczynę tego zaburzenia.
Serotonina
Badania wskazują na wyższy poziom serotoniny w osoczu krwi w przypadku dzieci z autyzmem niż u dzieci w normie. Serotonina jest związana z procesami uczenia się, zapamiętywania, procesami motorycznymi, które są zaburzone w przypadku autyzmu (Ciaranello, VandenBerg, Anders, 1982). Wyższy poziom serotoniny został wykryty u 30% dzieci z autyzmem. Podawane są leki zmniejszające poziom serotoniny, jednak nie wywierają one wpływu na poprawę funkcjonowania poznawczego i społecznego (McDougle. 1998).
Dopamina
Dopamina jest odpowiedzialna za występowanie różnorodnych zachowań, które można obserwować u osób z autyzmem. Ma wpływ na motywację, selektywną uwagę, aktywność motoryczną (Young, Kavanagh, Anderson, Shaywitz, Cohen, 1982). Badacze stawiają hipotezę, że dopamina może mieć wpływ na ruchy stereotypowe osób z autyzmem (Mc Dougle, 1998), jak i na społeczno- poznawcze zaburzenia zachowania (Coleman, Gillberg, 1985).
Peptydy
Badacze stawiali hipotezę, że podwyższony poziom endorfin powoduje wzrost zachowań autoagresywnych oraz zaburzenia w zachowaniach społecznych. Dzieci z autyzmem mają podwyższony poziom endorfin w porównaniu z osobami w normie. Ten wyższy poziom ma również wpływ na obniżoną wrażliwość na ból, która jest często obserwowana u osób z autyzmem (Gilberg, Terenius, Lonnerhold, 1985).
Złożoność symptomów i różnorodność biologicznych odkryć sugeruje, że autyzm jest zaburzeniem uwarunkowanym wieloczynnikowo.