A microcefalia ocorre em muitas circunstâncias.No livro de Smith para testes de padrões reconhecíveis em malformações humanas lista a microcefalia como achado freqüente em 42 síndromes e achado ocasional em 33 outras. O diagnóstico diferencial de microcefalia congênita pode ser baseado categorizando cada paciente em um dos seguintes grupos: (1) neonatos com características faciais dismórficas e cariótipo normal; (2) neonatos com características faciais dismórficas e cariótipo anormal; (3) neonatos com características faciais normais e o IgM sérica elevada; e (4) neonatos com características faciais normais e nível sérico de IgM normal.

Os neonatos com características faciais dismórficas e o cariótipo normal incluem aqueles expostos aos agentes físicos ou químicos teratogênicos durante a gravidez e àqueles com anormalidades genéticas que não são detectados por estudos cromosomiais.

Microcefalia por agentes teratogénicos
A microcefalia devido aos agentes físicos ou químicos teratogênicos resulta da exposição do feto a um agente nocivo em um período vulnerável do desenvolvimento do cérebro. O agente físico inclue a radiação. A microcefalia devido à radiação é muito rara desde a introdução de radiação de ionização de baixa dose para avaliações diagnósticas radiológicas, proteção da pelvis para radiografia de tórax, e o evitar de radiografias pelvicas se a gravidez for suspeitada remotamente. A hipertermia não é um fator significante na produção de microcefalia. A hipertermia foi considerada anteriormente como um fator significante na produção de microcefalia baseado em estudos animais experimentais e em um relatório médico inicial. Os agentes químicos inclue fenilalanina, alcohol, y fármacos anticonvulsivos.