Los defectos bioquímicos de la leucodistrofía metacromática no afectan a la síntesis de la mielina sino más bien a su degradación y al reciclado de los productos de esta. La mielina se forma probablemente de forma normal, pero posteriomente la disfunción de las células de Schwann y otras productoras de mielina ocasionan la pérdida de esta sustancia que se observa de forma difusa. Como la mayor parte de la mielina se forma en la infancia, los niños son los más afectados.