Sebanyak 30% sindrom Kallman disebabkan oleh mutasi gen, sementara sisanya belum diketahui penyebabnya secara pasti. Mutasi terjadi pada gen-gen yang berfungsi untuk perkembangan otak janin, terutama gen pada sel saraf penghidu yang berada di otak.Selain itu, mutasi juga terjadi pada gen yang mengontrol produksi hormon pertumbuhan. Jika produksi hormon ini terganggu, maka akan memengaruhi produksi hormon seks. Hal ini menyebabkan gangguan perkembangan seksual pada janin maupun saat pubertas, juga mengganggu fungsi indung telur dan buah zakar.Mutasi gen ini dapat diturunkan, dimana anak dengan orang tua penderita sindrom Kallman memiliki risiko 50% untuk menderita sindrom ini.