Durch eine Mutation auf dem X-Chromosom  ist die Aktivität des Enzyms α-Galactosidase A stark reduziert. Es ist für den Abbau von zuckerhaltigen Fettstoffen verantwortlich. In den Lysosomen kann vor allem das Stoffwechselprodukt Globotriaosylceramid (Gb3, GL-3), ein Glycosphingolipid, nicht mehr ausreichend abgebaut werden.
Gb3 sammelt sich vor allem in den Zellen den Endothelzellen der Blutgefäße an. Im Verlauf der Erkrankung werden diese Ansammlungen pathologisch, das heißt, sie lösen die Fabry-Krankheit aus. Je nach Krankheitsverlauf kann dieser unter Umständen Jahrzehnte dauern.

Die Erkrankung betrifft vor allem das männliche Geschlecht, aber auch heterozygote (mischerbige) Frauen können erkranken. Bei ihnen ist die Erkrankung aber meist weniger stark ausgeprägt und beginnt erst im mittleren Alter klinisch relevant zu werden. Die Lebensqualität der an Morbus Fabry erkrankten Patienten ist häufig deutlich beeinträchtigt.

Zwei Hauptformen:

1. „klassische“ hemizygote Patienten, bei denen die α-Galactosidase A keinerlei Aktivität hat„atypischen“
2. heterozygote Patientinnen, bei denen noch eine Restaktivität des Enzyms vorhanden ist.