Bệnh Phêninkêtô niệu là bệnh di truyền gây rối loạn chuyển hóa phênylalanin (Phe) thành tirôzin (Tyr) do thiếu enzym phênylalanin hyđrôxylaza, vì gen mã hoá enzym này bị mất chức năng bởi một đột biến lặn. Thuật ngữ này dịch từ tiếng Anh: Phenylketonuria chỉ rối loạn trao đổi chất do di truyền ở người, thường viết tắt là PKU. Bệnh được phát hiện nhờ thày thuốc kiêm nhà sinh hoá học người Na-uy là Ivar Asbjørn Følling vào năm 1934. Về mặt di truyền học, người bệnh mang cặp alen PAH ở trạng thái lặn (mất chức năng) từ trong phôi, nghĩa là Phe (phênylalanin) đã không hề được phân giải từ khi mới chỉ là hợp tử trong dạ con người mẹ. Tuy nhiên, người mẹ đã phân giải "hộ" chất này (phênylalanine) trong suốt quá trình mang thai, nên người bệnh sơ sinh bị PKU vẫn hoàn toàn bình thường. Do đó, không thể phát hiện được bệnh bằng mọi phương pháp hiện có, vì chẳng có một bất thường nào được biểu hiện. Ngay cả các phương pháp sàng lọc trước sinh và sơ sinh hiện nay cũng không thể phát hiện triệu chứng sinh hoá chủ chốt của PKU là nồng độ bất thường của Phe (phênylalanine). Chỉ có thể phát hiện sớm nhất triệu chứng bệnh PKU khi xét nghiệm máu bé lúc 25 đến 30 ngày tuổi. Mẫu máu thường lấy bằng cách chích từ gót chân của bé. Nếu bé đã mang cặp alen gây bệnh mà không được chẩn đoán đúng kết hợp với chế độ ăn uống, điều trị thích hợp thì khi mọi biểu hiện bệnh là đầy đủ và cũng là đã muộn: Tuy nhiên, nếu được phát hiện và điều trị kịp thời thì kết quả cho những người được điều trị PKU là rất tốt: Hầu hết những "người bệnh" này hoàn toàn bình thường, không hề có vấn đề gì về thể chất, trí tuệ hoặc thần kinh hay bất kì phát triển bất thường nào khác. Cách điều trị đơn giản nhất và rất hiệu quả là chế độ ăn kiêng Phe, chế độ này đã được xác định từ năm 1953. PKU cổ điển được xem như là một rối loạn gen lặn tự phát, mà người bệnh mang cả hai alen lặn của gen PAH (phenylalanine hydroxylase gene), nằm trên cả hai nhiễm sắc thể số 12. Do đó sản phẩm của chúng là không có hoặc có rất ít lượng enzym phênylalanin hyđrôxylaza làm nồng độ Phe (phenylalanine) trong cơ thể có thể tích tụ dần ngày càng cao. Trong một số ít trường hợp khác, đột biến PAH sẽ dẫn đến một dạng PKU nhẹ về kiểu hình được gọi là hyperphenylalanemia. Cả hai bệnh này là kết quả của một loạt các đột biến ở locus PAH; trong những trường hợp bệnh nhân dị hợp tử do hai đột biến PAH (tức là mỗi bản sao của gen có đột biến khác nhau), đột biến nhẹ hơn sẽ chiếm ưu thế. Ở người, gen PAH nằm trên nhiễm sắc thể số 12, định vị tại 12q22-q24.2. Lô-cut gen này di truyền theo quy luật Mendel, nghĩa là di truyền không liên quan gì đến giới tính, gen trội (PAH thường) là trội hoàn toàn. Người bệnh mang cặp gen PAH đột biến lặn, trong đó một alen của bố truyền, còn alen kia có nguồn gốc từ mẹ. Bố hay mẹ chỉ mang 1 alen đột biến lặn thì vẫn hoàn toàn bình thường. Những cặp vợ chồng đều là thể dị hợp thể như vậy có xác suất sinh ra con bị PKU là 25%. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là trong quần thể người thì 25% người sẽ có tiềm năng mắc bệnh PKU, vì còn phụ thuộc và tần số cặp vợ chồng đều là thể dị hợp trong quần thể "gặp nhau" qua hôn nhân. Trẻ sơ sinh bị PKU thường xuất hiện với tần số trung bình là khoảng 1/12.000 sơ sinh. Nam và nữ giới bị ảnh hưởng ngang nhau.