大多數ADOA由位于3q28-q29的OPA1突變所致。2000年，Alexander等對7個獨立的ADOA家系進行序列分析，第一次確定了該基因的突變。發現的該基因的突變已近百個，主要發生在8-15號外顯子及羧基端，其中多數為GTPase基因控制區及效應結構域的突變，而外顯子4、4b及5b突變較少。5’端突變相對較少的原因可能是由于剪接的外顯子不產生表型，因為其他同分異構體可以代償該突變。綜合各學者報道的OPA1突變類型來看，主要為缺失/插入突變、錯義突變、剪接突變以及無義突變等：
1. 缺失/插入突變：缺失/插入突變可引起移碼，并形成未成熟的終止子[6-8]。該突變形式多樣，但最常見的是c.2708deITTAG(12.5%)。有學者對有該突變患者進行單倍型分析后提出：該突變是一個熱點基礎突變。
2. 錯義突變：錯義突變較常見，且81%的錯義突變發生在GTPase域，該突變可使OPA1編碼的GTPase的一些高度保守的關鍵氨基酸發生改變，從而影響其功能。伴有感覺神經性耳聾的ADOA患者，OPA1多發生錯義突變，主要在14號外顯子（1334G>A），引起OPA1-GTPase域密碼子445的改變，主要是高度保守的精氨酸被組氨酸所替代，以致出現相應的疾病表型。
3. Truncative突變：該突變會導致肽鏈平截。所報道的OPA1突變中有一半會產生平截，提示單倍型不足可能是OPA1型ADOA的致病機制。Truncative突變在OPA1的后三個外顯子的發生頻率較高，如前所述，27-28外顯子有95%的可能形成盤曲螺旋結構，且該結構與分子間及分子內的相互作用有關。因此，發生在該部位的突變會改變OPA1蛋白之間以及與其它蛋白之間的特異性作用而致病。發生Truncated突變的OPA1產物可以保持GTPase活性，但會產生顯性負作用。
4. 剪接突變：該突變可導致外顯子缺失而引起氨基酸的缺失，與錯義突變一樣影響GTPase域高度保守的氨基酸，從而改變了GTPase活性。OPA1基因編碼的蛋白質是一種定向于線粒體的發動蛋白相關的GTP酶。其基因型–表現型的相關性很弱，即使在攜帶相同突變的家系里，外顯率和臨床癥狀的嚴重程度都有很大差異。而且，ADOA家系中還存在一些OPA1突變的無癥狀攜帶者。因此，ADOA的表型表達可能受其他一些未知的遺傳或后天/環境因素的影響。此外，OPA3(19q13.2-q13.3)是與Costeff視神經萎縮綜合征相關的基因位點，但發現其與ADOA有一定的相關性，有兩個OPA3突變的法國家系發生ADOA和早產兒白內障；Kerrison等發現，有一個德國家系突變位點（OPA4）位于染色體18q12.2–q12.3，但致病基因尚未明確；Barbet等報道了兩個無血緣關系的法國家系突變位點（OPA5）可能位于染色體22q12.1-q13.1；Ozden等對一個伴有感覺神經性耳聾的ADOA土耳其家系進行連鎖分析，排除了OPA1、OPA2的致病可能，提出可能有新的致病基因存在，從而進一步支持了ADOA的遺傳異質性，可能還存在更多的相關突變位點。