Choroba sprzężona z chromosomem X, spowodowana mutacją w genie kodującym ATPazę transportującą jony Cu(2+)ATP7A w locus Xq21.1. Mutacja ta prowadzi do dysfunkcji kilku enzymów zależnych od miedzi, co skutkuje uogólnionym niedoborem miedzi i określonym fenotypem klinicznym. Objawy choroby zaczynają się około 2.-3. miesiąca życia, kiedy to następuje zahamowanie rozwoju, drgawki, a nawet utrata zdobytych dotychczas umiejętności. Niedobór miedzi powoduje zmiany w najważniejszych narządach i układach: mózgu, wątrobie, układzie krwionośnym i tkance kostnej, w której często występuje osteoporoza. Pacjenci charakteryzują się także nietypową budową włosów, które są sztywne i bardzo łamliwe lub bardzo wiotkie.
Odmianą alleliczną choroby Menkesa jest zespół rogu potylicznego, powodowany mutacją w tym samym genie. W przeciwieństwie do powyższej, objawy neurologiczne są tu słabiej nasilone lub nie występują. Pacjenci charakteryzują się hiperelastyczną skórą ze skłonnością do tworzenia siniaków, przepuklinami, uchyłkami pęcherza moczowego, przeprostami w stawach, żylakowatością i wieloma nieprawidłowościami w budowie szkieletu.