La trisomie 21 est une des plus fréquentes aberrations chromosomiques à l'origine du retard mental. Le premier à utiliser le terme de mongolien sera Down. Il publie, en 1866, un livre qui décrit un groupe d'arriérés mentaux. Il fera référence à la race mongole, guidé par l'emprise d'idées relatives à la dégénérescence raciale. Sa théorie ne trouve pas de fondements sûrs et reste assez obscure. En 1959, Lejeune, Gautier et Turpin voient l'anomalie chromosomique à l'origine de ce syndrome mais le terme de mongolisme subsiste.

Les chromosomes sont les supports des gènes, facteurs déterminants de l'hérédité. Il existe deux sortes de chromosomes : les autosomes, les hétérochromosomes ou chromosomes sexuels. Chez l'homme, le nombre de chromosomes est de 46 dont 44 autosomes et 2 chromosomes sexuels. Les chromosomes homologues sont les deux chromosomes réunis en paire, de structure identique, provenant chacun de l'un des deux géniteurs. Les 44 autosomes forment 22 paires de chromosomes identiques non liés au sexe.

Lors de la conception d'un bébé, on obtient un oeuf comportant 46 chromosomes (23 paires) , dont la moitié provient du père et l'autre de la mère. Après la conception , la cellule se multiplie. On a une réplication chromosomique, doublant chaque chromosome, puis la division cellulaire, séparant les chromosomes au point de jonction. Chaque cellule reçoit un chromosome identique.

        Avec la trisomie 21, l'anomalie se situe au niveau du 21ème paire de chromosomes qui contient 3 chromosomes au lieu de 2 :