Confusa inizialmente con la neurofibromatosi per la presenza delle macchie caffellatte, e con la sindrome di Noonan per l'ipertelorismo che caratterizza entrambe le forme, la sindrome LEOPARD è in realtà dovuta a una mutazione che coinvolge lo stesso gene di quest'ultima, il PTPN11, assieme ad altre mutazioni accessorie che ne spiegano la variabilità clinica. Il gene PTPN11 è responsabile della sintesi dell'enzima tirosin-fosfatasi, ma questo tipo di mutazione produce aspetti differenti da quelli della sindrome di Noonan e si verifica con una frequenza di gran lunga minore. La sindrome si trasmette come carattere autosomico dominante. Il gene responsabile ha un'alta penetranza, ma l'espressività è estremamente variabile e determina caratteristiche cliniche a volte parziali.