Čini se da mozak djece i odraslih s poremećajem pažnje i hiperaktivnošću (ADHD) funkcionira nešto drugačije od drugih ljudi, a te razlike u mozgu ADHD-a obično proizvode simptome poremećaja. Istraživanja se nastavljaju na ovu temu, pa se često dolaze do novih otkrića o tome kako mozak radi i kako mozak proizvodi ADHD. Općenito, međutim, uočeno je da osobe s ADHD-om obično imaju neobične količine određenih kemikalija i neurotransmitera u mozgu. Čini se da mozak ADHD-a također funkcionira drugačije u nekoliko ključnih područja, koja svi zajedno rade na stvaranju različitih aspekata ADHD-a.
Osobe s ADHD-om obično imaju poteškoća s koncentracijom, pokazuju lošu kontrolu impulsa i mogu ih lako odvratiti od jednog zadatka drugim idejama ili zadacima. Godinama se istraživanja usredotočuju na ulogu dopamina i srodne kemije mozga kao doprinosa procesima ADHD mozga. Ritalin, jedan od primarnih lijekova koji se često koristi za liječenje ADHD-a, obično mijenja način na koji se dopamin proizvodi i koristi u mozgu. Novija istraživanja su, međutim, pokazala da se čini da brojna različita područja mozga rade zajedno na stvaranju uobičajenih simptoma ADHD-a.
Četiri glavna područja potencijalne ADHD moždane aktivnosti su frontalni režanj, cerebralni korteks, limbički sustav i retikularni aktivirajući sustav unutar mozga. Prednji režanj je, na primjer, mjesto gdje je proveden veliki dio istraživanja neurotransmitera i neuroloških kemikalija. Ovdje se stvaraju kemikalije kao što su dopamin i glutamat i mozak ih koristi. U mozgu ADHD-a, čini se da se te kemikalije proizvode ili u višku ili u nedovoljnim količinama da bi ispravno funkcionirale. Ove promjene u kemiji mozga mogle bi izazvati afekte kao što je nesposobnost koncentracije ili pravilnog inhibicije djelovanja.
Korteks mozga također je u velikoj mjeri uključen u inhibiciju aktivnosti mozga. Čini se da u mozgu ADHD-a korteks ne inhibira pravilno druga područja mozga, što dovodi do toga da osobe s ADHD-om često imaju neprikladne ispade ili govore bez prethodnog razmatranja onoga što će se reći. To može dovesti do ometajućeg ponašanja u učionici ili poslovnom sastanku i drugih negativnih posljedica.
Na te ispade može utjecati i limbički sustav mozga, koji kontrolira emocije. Čini se da mozak s ADHD-om nije pravilno kontroliran od strane limbičkog sustava, pa osobe s ADHD-om mogu imati divlje promjene raspoloženja ili ne mogu kontrolirati emocionalne izljeve. Kako ti različiti dijelovi mozga rade zajedno, različiti simptomi ADHD-a se ne manifestiraju zbog jednog sustava, već kroz kombinirani napor više dijelova mozga.
Čini se da se retikularni aktivirajući sustav u mozgu ADHD-a također razlikuje od “normalnog” mozga. Čini se da ovaj dio mozga kontrolira dio fokusa i koncentracije prednjeg režnja, kao i motoričku aktivnost za osobu. Neuobičajene funkcije u ovom području mogu biti odgovorne za dio nemogućnosti osobe s ADHD-om da se koncentrira na zadani zadatak, te za sklonost osoba s ADHD-om da budu hiperaktivni ili im je teško mirno sjediti.