À compter de 2017, la exacte de la cause sous-jacente de l'atrophie de système multiple est inconnue. À partir d'observations post-mortem des tissus du cerveau, il apparaît qu'une accumulation de toxiques de la protéine alpha-synucléine dans les cellules nerveuses est en quelque sorte impliqué dans la pathologie de la maladie. Les recherches actuelles sont axées sur la recherche de moyens pour prévenir ou inverser cette accumulation de toxiques.