人为什么会唱歌跑调？目前还没有确切的研究结果。不过从理论上来讲，它应该是先天的遗传因素和后天环境共同作用的结果。从先天因素来讲，人类大脑的右半球主管着人的想象、颜色、音乐、节奏等。遗传基因等方面的原因会导致“音乐脑”产生对于音高的识别障碍，且这种识别障碍在现实音乐情境下会被放大，进而出现音乐相关的记忆障碍。就像色弱者无法分清波长相近的颜色一样，失歌症患者也无法区分音高相近的音符。

有研究表明，失歌症与大脑左侧额叶的发育有关。左半脑额叶区的运动性语言中枢，管理语言、性格、判断力、注意力、书写等功能，与情感的清晰表达，声音的精准模仿等都密切相关。故当大脑左半球颞叶前部产生病变后，易致使患者部分或全部丧失本有的认知音符、歌唱演奏以及欣赏乐曲的能力，进而唱歌跑调。

2009年，芬兰赫尔辛基大学的Teppo Särkämö博士对53例脑卒中患者的左或右半球大脑中动脉（MCA）进行了长期的跟踪研究。结果表明，失歌症组的左、右半球与正常人群并无太大差异，只是失歌症组常有较多的额叶和听觉皮层病变。试验结果表明，后天失歌症的产生与一系列的认知功能、注意集中力、大脑运行功能，以及记忆能力相关。此外，许多关于失歌症的研究也同样支持诸如初级听觉皮层、次级听觉皮层，以及边缘系统等多个皮层区域在音乐的处理中的重要性。并且也认为其它皮层区域的病变，以及皮质厚度的异常，神经连接及大脑可塑性的缺陷等，也都与失歌症的发生有关。

一般说来，“失歌症”患者通常会有如下症状：听力智力和记忆力正常，对音乐感知度差；无法准确唱歌，但往往意识不到，甚至自以为是；对音乐的记忆和理解能力差，甚至常感到困惑。 且由于言语交流过程中语音语调的广泛运用，失歌症者还可能由于无法准确把握交谈者语气而造成沟通障碍。对于遗传等原因造成的失歌症，目前尚缺乏相应的预防和治愈手段。但是，从小培养孩子对声音的辨别力和敏感度，在一定程度上缓解或避免跑调的发生。

诚然，这并不意味着所有唱歌跑调的都是失歌症患者，其实大部分五音不全的人只是由于未接受正统的音律训练，乐感较差而已。他们对音节、节拍的高低不太敏感。这其中的相当⼀部分是可以通过发音训练得到纠正，而另一些失歌症者则需要进行进一步的治疗才能得以改善。

和“五音不全”相比，失歌症者的最大特点就是唱歌跑调但自己却浑然不知，而且其空间处理能力一般都比较差。例如，给他们从不同角度拍摄的建筑物照片，他们分辨不出照片上是同一幢建筑。由此科学家们曾推测，在大脑里，人对音乐中音高部分的处理可能与空间认知能力有关。且认为，在人的大脑中，空间处理与旋律识别这两个认知过程之间存在一定的重叠，当这两项同时进行时，就可能因为存在冲突而使得错误率明显升高。