Hội chứng Angelman là do đột biến gen trên nhiễm sắc thể số 15. Tên của gen này là UBE3A. Thông thường, mọi người thừa hưởng một bản sao của gen từ mỗi cha mẹ và cả hai bản sao đều hoạt động ở nhiều khu vực trong cơ thể. Hội chứng Angelman xảy ra khi chỉ có một bản sao của gen hoạt động trong một số vùng nhất định của não.