Waardenburg sendromu, çoğunlukla genetik mutasyonlardan kaynaklanır ve altı farklı genin (PAX3, MITF, SOX10, SNAI2, EDN3 ve EDNRB) varyantları ile ilişkilidir. Bu sendromun temel nedenleri şunlardır: PAX3 geni: Mutasyonlar, özellikle Waardenburg sendromu tip 1 ve tip 3'e yol açar. MITF geni: Pigmentasyon anomalilerini düzenler ve tip 2'de rol oynar. SOX10, SNAI2 ve EDN3 genleri: Mutasyonlar, tip 4'ün yanı sıra Hirschsprung hastalığı ile de ilişkilidir. Waardenburg sendromu ayrıca otozomal dominant bir kalıtım modeline sahip olabilir, bu da bozukluğun ortaya çıkması için genin sadece bir kopyasının yeterli olduğu anlamına gelir.