目前大多数学者认为多发性抽动症存在着中枢神经递质失衡，多种中枢神经递质的异常在本病的发病过程中起着重要作用，基底神经节和相关结构中的各种神经递质的相互作用是非常复杂的，其中主要是与多巴胺、5-羟色胺和去甲肾上腺素等单胺类递质异常有关。最早发现多巴胺与多发性抽动症的发病有一定的关系，倾向于认为本病存在基底神经节纹状体的神经突触多巴胺活动过度及多巴胺受体超敏感。
　　那么是那些因素造成了中枢神经递质失衡的状况的呢?
　　(1)阿片肽：与多巴胺神经元有相互作用的阿片肽集中在基底神经节内，阿片肽对于运动控制可能有重要影响，其在多发性抽动症的病理生理中发挥着重要作用。Gillman等于1985年提出多发性抽动症患儿存在内源性阿片肽功能低下。目前关于脑啡肽、内啡肽和强啡肽的研究表明，它们与中枢神经系统的多巴胺、5-羟色胺及γ-氨基丁酸能系统存在着密切的关系，且阿片肽的改变可能引起上述系统的功能异常导致多发性抽动症的发生。
　　(2)催乳素：多发性抽动症病人在下丘脑-垂体轴上存在多巴胺能超敏感产生因子(如催乳素等)。多发性抽动症纹状体多巴胺受体超敏感可能通过多巴胺能超敏感产生因子功能释放的改变而介导。从多巴胺能超敏感产生因子的角度来看，多发性抽动症病人的催乳素分泌应有较高水平。有学者于1996年采用放射免疫方法对39例多发性抽动症患儿的血浆催乳素水平进行了测定，结果发现患儿血浆催乳素含量有升高，提示催乳素可能参与了多发性抽动症的发病过程。
　　(3)性激素：在人类那些具有基本生殖功能的脑区可能位于基底神经节和边缘系统，这些脑区的发育是在性激素的控制之下，其发育异常可能与多发性抽动症的发病有关。各种类固醇激素在多发性抽动症的症状表达中均可能起一定的作用，其中以雄激素的影响最为突出。
　　(4)环磷腺苷：环磷腺苷(cAMP)作为多巴胺、去甲肾上腺素、5-羟色胺或组胺等神经递质的第二信使，对中枢神经活动起着重要的调节作用。环磷腺苷在多发性抽动症的一些脑区，如额、颞、枕区浓度明显降低，与多发性抽动症发病有关的多种神经递质的功能改变可能是第二信使异常所致。