Normal insan hücresinde 46 olan kromozom sayısında, 21. kromozomun bir doz fazla bulunması ile ortaya çıkan bir kromozom anomalisi sendromudur. Hastaların çoğunda fazla olan 21. kromozom 46 kromozoma ilave olarak gözükür ve hastada 47 kromozom varlığı söz konusudur. Hastaların küçük bir kısmında (~%4)fazla olan 21. kromozoma ait materyal başka bir kromozomun üzerinde bulunabilir (translokasyon tipi). Bu durum ailevi taşıyıcılığın da araştırılması tekrarlama riskinin saptanması açısından önemlidir. Hasta kişilerde zeka geriliği mevcuttur. Zeka geriliğinin yanında tipik yüz bulguları ve çeşitli ek bulgular gözükebilir. Down sendromu olduğu, klinik olarak düşünülen kişide periferik kan kromozom analizi yapılması ve sonuçlarla birlikte genetik danışma verilmesi gerekmektedir.