متلازمة كلاينفلتر هي تنتج عن خلل خلقي في الكروموزومات الجنسية X . Y
حيث الرجل الطبيعي يحصل على كرموزوم X وكروموزوم Y . اما في متلازمة كلاينفيلتر يتحد كروموزومان او اكثر من كروكوزومات X بالاضافة الى الكروموزوم Y حيث ان الكروموزوم Y يحتوي على المادة الجينية التي تحدد جنس الجنين والتطور المرتبط به . فيسبب الكروموزوم الاضافي X الذي يحدث في المتلازمة الى خلل وتطورات غير طبيعية في الخصيتين والذي يؤدي الى انخفاض مستويات انتاج التستوستيرون