根據 2013 年美國加利福尼亞大學的腦功能研究1表示，被診斷有感統障礙的孩子他們位於大腦背後位置的白質 (即中樞神經系統之其中一項元素，乃神經細胞的傳送管部分)，

特別是一些負責連繫聽覺、視覺、觸覺等身體感官系統的神經傳送管是與同齡小朋友的不一樣的。

這項研究引證了感統障礙的孩子在腦功能上是有他們獨有的異常，令他們的大腦在接收不同的感覺訊息時可能會經歷過多訊息 / 太少訊息  / 訊息混亂無法整合的情況，導致他們對感官訊息過於敏感  / 缺乏敏感度，從而在日常生活的計劃及適應環境能力缺乏效率，出現分心、未能放鬆及學習新技巧時出現延緩的情況。

相比之下，被診斷有專注力不足及過度活躍的孩子，他們受影響的腦功能是位於腦前額葉，俗稱大腦的執行主管的位置，由此影響小朋友的執行、處理、計劃、組織和專注力。與被診斷有感統障礙的孩子相似，他們的大腦也有未能有效率地規劃和處理訊息的情況，不過由於腦前額葉是整合所有訊息從而向身體各部分發出指令的執行主管，被診斷有專注力不足及過度活躍的孩子會更難以控制和協調其自身的行動。
由於這兩個診斷源自不同的腦功能異常，他們因此可被理解為不同類型的發展異常。可是，根據現時最新的《精神疾病診斷與統計手冊 – 第五版》，只有專注力不足 / 過度活躍被納為認知發展障礙。感統障礙並未被確立為一項兒童發展障礙。它於世界衛生組織編制的《國際疾病傷害及死因分類標準 – 第十版》則被納為「其他發展異常」。
可是，由於過往被診斷有專注力不足及過度活躍的孩子，以及一些有自閉症傾向的孩子常常也會經歷某些感統上的失調，而兩者也出現很多相似的表徵 (如難以專注的問題)，故此坊間常對分辨這兩個診斷有困難。

1 Owen, J., Marco, E., Desai, S., Fourie, E., Harris, J., Hill, S., Arnett, A. & Mukherjee, P. (2013). Abnormal white matter microstructure in children with sensory processing disorders. NeuroImage: Clinical, 2 ,844-853.