A kóros hajtépkedés kialakulásának hátterében biológiai mechanizmusok is felfedezhetők. Erre többek között azok a családi vizsgálatok is utalnak, amelyek a trichotillomániások elsőfokú rokonai körében nézték különböző mentális zavarok előfordulását. Ezen kutatások szerint a szorongásos zavarok, különösen a kényszerbetegség, illetve a trichotillománia fedezhető fel a hajtépkedők elsőfokú rokonainak körében (Cohen és mtsai, 1995; Galski, 1983; Greenberg és Sarner, 1965; Lenane és mtsai, 1992; Schlosser és mtsai, 1994; Weller és mtsai, 1989). Genetikai vizsgálatok SLITRK1 génmutációt azonosítottak a betegek körében, s ugyanezt találták Tourette-szindróma esetében is (Abelson és mtsai, 2005; Zuchner és mtsai, 2006). Más vizsgálatok a szerotonin 2A receptor gén eloszlásában jelentkező zavart észlelték (Hemmings és mtsai, 2006). A szerotoninrendszer érintettségét további vizsgálatok is felvetették, többek között az obszesszív-kompulzív spektrum zavaraival, illetve más tisztálkodási (grooming) problémákkal (pl. körömrágás, patológiás bőrcsipkedés stb.) való kapcsolata végett (Hollander, 1993; Randall, 1988). Emellett a dopamin szerepe is felmerült, mivel utóbbi betegségcsoportnál ezen neurotranszmitter is érintett (Cooper és Dourish, 1990). A kóros hajtépkedőkkel végzett kutatások továbbá azt találták, hogy a személyek egy jelentős része nem érzékeli fájdalmasnak a hajszálak kitépését (Christenson, Pyle és mtsai, 1991), s mindez a fájdalomélményekkel szoros kapcsolatban lévő endogén opiátrendszer funkcióját is felvetheti (Coid, Allollio és Rees, 1983). A szerotonin- és az opiátrendszer szerepeinek létjogosultságát az ezen rendszerekre ható farmakoterápiás kezelések eredményei is alátámaszthatják (pl. Roth, Ostroff és Hoffman, 1996; Swedo és mtsai, 1989b). A neurotranszmitterek mellett úgy tűnik, hormonális rendszerek is befolyásolják a zavar megjelenését, mivel egyes eredmények szerint a tünetek a premenstruális és menstruáció alatti időszakokban súlyosabbak (Christenson, Mackenzie és Reeve, 1992; Keuthen és mtsai, 1997).