ФКУ является аутосомно-рецессивный генетический метаболические расстройства. Как расстройство аутосомно-рецессивный два аллеля ФКУ требуются для отдельных экспонат симптомы болезни. Если оба родителя являются носителями для людей с болезнью Фёлинга, существует 25% шанс, что любой ребенок, у них родится с расстройством, 50% шанс, что ребенок будет носителем и 25% шанс ребенок ни разработают не быть носителем для этого заболевания.
ФКУ характеризуется гомозиготных или составные гетерозиготных мутации в гене для печени фермента фенилаланина гидроксилазы (ПАУ), делает его нефункциональным. Этот фермент необходим усваивать аминокислоты фенилаланина (ПТО) для аминокислоты тирозина (Тира). Когда снижается активность ПАУ, фенилаланин накапливается и преобразуется в phenylpyruvate (также известный как phenylketone), которые могут быть обнаружены в моче.
Носители аллеля одного ФКУ не проявляют симптомов болезни, но появляются защищаться в некоторой степени против грибковых токсин охратоксин а. Этим объясняется сохранением аллеля в некоторых популяциях в том, что он наделяет селективное преимущество — иными словами, будучи гетерозиготности выгодно.
ПАУ ген расположен на 12-й хромосомы в диапазонах 12q22-q24.1. Были найдены более чем 400 болезнетворные мутации в гене ПАУ. Это пример аллельные генетической гетерогенностью.