Es un error congénito del metabolismo de los ácidos orgánicos, causada por la deficiencia de una enzima llamada glutaril-CoA deshidrogenasa que se encuentra en la mitocondria, hígado, riñón, fibroblastos y leucocitos. Está involucrada en la metabolización de los aminoácidos lisina, hidroxilisina y triptófano. La lisina y el triptófano se encuentran en todas las comidas que contienen proteínas.
Este defecto da lugar a ácido glutárico elevado, ácido 3-hidroxiglutárico, ácido glutacónico y glutarilcarnitina, que no pueden eliminarse y esto hace que se acumulen en la sangre y se eliminen por la orina; pueden afectar a la salud, el crecimiento, desarrollo y el aprendizaje.