La Neurofibromatosi di tipo 1 (NF1) è causata da mutazioni del gene chiamato NF1. I geni contengono le informazioni che determinano tutte le caratteristiche dell'essere umano. Una mutazione genetica è un cambiamento permanente nella sequenza di DNA che costituisce il gene stesso. Il gene NF1 è responsabile della produzione di una proteina, chiamata neurofibromina, che in condizioni normali controlla, inibendola, la crescita delle cellule ed è importante in diverse vie metaboliche intracellulari di svariati tessuti (ad esempio, tessuto osseo, tessuto nervoso). Il difetto del gene NF1 causa un cattivo funzionamento della neurofibromina che non essendo più in grado di controllare efficacemente la crescita di alcuni tipi di cellule, ne provoca una crescita anomala (ad esempio, tumori benigni, displasia dei tessuti) oppure, non riuscendo più a intervenire normalmente nei circuiti intracellulari, ne altera la funzione (ad esempio, difficoltà d'apprendimento) e causa le manifestazioni della malattia.