Stamming har vist seg å ha et genetisk grunnlag, slik at sannsynligheten for å begynne å stamme er større dersom en nær slektning stammer. Forskere har funnet forskjeller mellom hjernen til personer som stammer og hjernen til personer som ikke stammer. Hjerneområder som peker seg ut, er områder som er viktige for planleggingen, initieringen og utføringen av talebevegelser. Det ser ut til at personer som stammer har avvik i den prosesseringen i hjernen som ligger til grunn for talespråket. Slike funn hos voksne kan likevel være vanskelige å tolke, fordi hjernen er i stadig utvikling, og blir påvirket av det en person gjør og opplever. Dermed blir det vanskelig å skille årsak fra virkning.