Phenylketonuri, PKU er en arvelig sygdom med såkaldt autosomal recessiv arvegang. Dette vil sige, at et barn med PKU har arvet et anlæg for sygdommen fra hver af forældrene, der er raske anlægsbærere. Omkring 2 % af befolkningen bærer et sådant sygdomsanlæg. Når 2 anlægsbærere får et barn sammen, vil dette have en risiko på 25 % for at få et anlæg fra hver af forældrene og således have PKU. Ud fra disse tal kan beregnes, at 1 barn ud af hver 10.000 fødes med PKU. Det reelle tal er noget højere, fordi man også medregner MHP, mild hyperphenylalaninæmi. I Danmark fødes i gennemsnit 10 børn med PKU eller MHP om året.

Genet for phenylalaninhydroxylase er lokaliseret til kromosom 12. Der er på verdensplan beskrevet over 500 forskellige mutationer, hvoraf nogle er specielt hyppige i Danmark. Der er god overensstemmelse mellem mutationer og sværhedsgraden af PKU. De kendte mutationer kan således forudsiges at ville medføre enten den  mest behandlingskrævende form kaldet klassisk PKU, moderat PKU, mild PKU der i nogle tilfælde kan behandles med medicin eller MHP, der er en meget mild form, der oftest ikke er behandlingskrævende. Den mildeste af patientens 2 mutationer dominerer, således at hvis patienten har en klassisk og en mild mutation, vil det være den milde mutation der er dominerende