De laatste jaren wordt er veel onderzoek gedaan naar de functie, maar ook naar de vorm van de hersenen. Het is gebleken dat de grote én de kleine hersenen van mensen met ADHD, voordat zij medicijnen krijgen, vier procent kleiner zijn dan van niet-ADHD'ers. Over enkele jaren zal duidelijk zijn of medicatie hier verandering in brengt. In de puberteit normaliseren delen van de hersenen zich en verbetert tegelijkertijd een deel van de symptomen (hyperactiviteit en impulsiviteit). Of dit met elkaar te maken heeft, is nog niet duidelijk.
Uit onderzoek met hersenscans die de functie van de hersenen kunnen laten zien, is gebleken dat bij ADHD bepaalde hersendelen niet optimaal functioneren. Dit zijn vooral het hersengebied voorin het hoofd dat belangrijk is voor oplettendheid en de gebieden hieronder die hiermee contact maken en belangrijk zijn voor het verwerven van kennis, het vermogen zichzelf te remmen en het uitvoeren van taken. Bij verschillende testen die doorbloeding, energieverbruik of elektrische activiteit meten, zijn nog verschillende andere hersengebieden beschreven die tijdens een concentratietaak afwijkingen bleken te vertonen ten opzichte van de niet-ADHD-groep. Het is dan ook duidelijk dat er een functiestoornis van de hersenen bestaat. Over de precieze plaats echter waar er bij bepaalde testen of handelingen iets misgaat, wordt nog gediscussieerd. In de hele wereld wordt hier onderzoek naar gedaan.
Het lastige van ADHD is dat het een verborgen handicap is, die kan voorkomen bij alle soorten kinderen en volwassenen. Het komt dus voor bij slimme en domme mensen, rijke of arme, gelovige of ongelovige, zwarte of witte, creatieve of weinig originele, maar ook bij mensen met een zichtbare handicap.
Er vindt overigens ook onderzoek plaats naar de hyperactiviteit. Met een zogenaamde actometer kunnen bewegingen en het effect van medicatie geregistreerd worden.