三分之一的运动神经元在肌肉萎缩变得明显之前就已死亡。对其他一些潜在原因，包括化学品接触，电磁场暴露，职业因素，身体创伤和电击，也已进行了调查，但并未达成一致的结论。
病理生理学.肌萎缩侧索硬化症的典型特征是在大脑皮层，脑干和嵴髓的上下运动神经元的死亡。在死亡之前，运动神经元在胞体和轴突中会产生富含蛋白质的包裹体。这可能是由于蛋白质降解缺陷造成的。这些包裹体通常含有泛素，并且通常包括与肌萎缩侧索硬化症相关的蛋白中的一种，可能是SOD1，TAR DNA结合蛋白（TDP-43或TAR