Нередко у заикающихся отмечается органическое поражение мозга резидуального характера, возникающее во внутриутробном, пренатальном или постнатальном периодах развития. Это поражение, как правило, бывает диффузным, в то же время обычно отмечаются те или иные отклонения в состоянии моторньк структур мозга. В целом для заикающихся характерна недостаточность двигательной сферы, выраженная в разной степени. Речь предъявляет высокие требования к тонко дифференцированной моторной деятельности, совершенство которой зависит от целостности и степени зрелости центральной нервной системы.
У части заикающихся исследования не обнаруживают органического поражения мозга. В то же время они характеризуются такими чертами поведения, как повышенная впечатлительность, тревожность, низкий уровень адаптации к новьм условиям, что свидетельствует об особом, более ранимом состоянии центральной нервной системы, чем в норме.