Aller Wahrscheinlichkeit ist die Narkolepsie eine Erbkrankheit. Sie ist nicht psychisch, sondern organisch bedingt. Es handelt sich um Veränderungen im Gehirn, bei denen hauptsächlich Zellen zugrunde gehen, die das Hormon Orexin (Hypocretin) produzieren. Forscher vermuten, dass es sich um eine Autoimmunerkrankung handelt, also eine Krankheit, bei der das Abwehrsystem körpereigene Zellen angreift. Bewiesen ist dies jedoch noch nicht.
Der Tag-Nacht-Rhythmus der inneren Uhr wird aufgrund dieser Veränderungen stark durcheinander gebracht. Es kommt zu Verschiebungen der Phasen von Müdigkeit und Wachheit, die sich in kürzeren Abständen als normal abwechseln. Zudem werden die Phasen oft durch Situationen ausgelöst. Typische Vorgänge im Gehirn, die beim Gesunden im Schlaf (im Tiefschlaf oder vor allem im so genannten REM-Schlaf) auftreten, laufen beim Narkoleptiker zu ganz unterschiedlichen Zeiten ab. Der Rhythmus des Schlafens und Wachens, der Schlafphasen und der normalen Schwankungen der Leistungsbereitschaft zerfällt.