Benché non si sia ancora chiarito il momento causale alla base della JME, molteplici ricerche hanno dimostrato la presenza di differenti mutazioni puntiformi a carico di diversi geni implicati nel meccanismi di depolarizzazione/iperpolarizzazione neuronali. Nonostante si tratti di geni codificanti per proteine strutturalmente differenti, tali modificazioni si caratterizzano per essere responsabili di un'aumentata responsività neuronale, elemento patogenetico fondamentale in tutte le forme di epilessie. I geni maggiormente implicati sono CACNB4, GABRA1, CLCN2, GABRD ed EFHC1.