Menschen mit diesem Syndrom besitzen, abweichend vom üblichen männlichen Karyotyp (46,XY), ein zusätzliches X-Chromosom in allen (47,XXY) oder einem Teil der Körperzellen (Mosaik 47,XXY / 46,XY). Die Fehlverteilung der Chromosomen (Chromosomenaberration) in den Keimzellen entsteht in 95% aller Fälle bei der Meiose (Teilung der elterlichen Keimzellen), seltener auch bei einer der folgenden Zellteilungen der bereits befruchteten Eizelle (Mitose).
Das Klinefelter-Syndrom lässt sich bereits vor der Geburt mittels Chorionzotten-biopsie diagnostizieren.
Dabei ergibt im sich Karyogramm folgende Häufigkeit:
- in 80% der Fälle 47,XXY
- bei 6% liegt ein Mosaik vor mit normalem Chromosomensatz (46,XY) in einem Teil der Lymphozyten und dem Chromosomensatz 47,XXY in den restlichen Zellen
- Bei 5% der Betroffenen findet sich ein normaler weiblicher Chromosomensatz (46,XX), es können auch drei oder vier X-Chromosomen gefunden werden