亨廷頓病性癡呆的分子遺傳學進展是近年來分子生物學在神經科學取得引人注目的成就之一，也是分子生物學應用于臨床醫學的里程碑。亨廷頓病性癡呆為單基因常染色體顯性遺傳，呈完全外顯性。
本病的病理改變為大腦對稱性萎縮，以額葉和尾狀核萎縮較明顯。腦室系統明顯擴大，尾狀核嚴重萎縮，使側腦室表面弧形突出部位出現凹陷。鏡檢多見額葉皮質神經細胞廣泛脫失，且伴有神經膠質增生。尾核、豆狀核和白質也有神經纖維脫失。
亨廷頓病性癡呆病人基底節、黑質GABA水平減少，豆狀核和蒼白核GABA合成酶--谷氨酸脫羧酶（GAD）也顯著減少，紋狀體ChAT減少，紋狀體和黑質DA與NE水平升高，紋狀體DA活動過度可能與不隨意運動有關，中腦邊緣系統DA增多可能與亨廷頓病性癡呆精神癥狀有關。