Les SCA sont des maladies génétiques et héréditaires, se transmettant selon un mode autosomique dominant : une personne atteinte a 50 % de risque de transmettre la mutation à ses enfants.
À ce jour, plus de 40 gènes impliqués dans les SCA ont été identifiés, dont ATXN3, responsable de la forme la plus courante : la SCA de type 3 (ou maladie de Machado-Joseph).
Chaque sous-type de SCA se distingue par sa cause génétique et certaines particularités cliniques.