般认为NPC1与NPC2的基因突变会导致蛋白质在处理与利用被细胞吞噬的胆固醇时，出现功能异常与受损现象。胆固醇、醣脂，以及游离的神经胺醇或鞘氨醇会囤积在神经外组织，而GM2和GM3神经节苷脂会囤积在大脑，可能是上述突变所造成的结果。脂质囤积最后会达到有毒浓度，进而破坏细胞与组织，并且造成NPC的神经系统症状。
D型尼曼匹克氏症变体.D型尼曼匹克氏症仅在加拿大新斯科舍省雅茅斯县的加拿大人中发现，目前已知与NPC具有等位基因。有研究表明，约瑟夫·穆伊斯（Joseph Muise、167