常同行動が発現する背景には、脳内の神経伝達物質（ドーパミンやセロトニンなど）の機能不全や、前頭葉・大脳基底核を中心とする情報処理ネットワークの特性が関与しています。特に自閉スペクトラム症（ASD）の中核的特徴として知られていますが、近年では認知機能の低下や環境変化に伴う適応機制としても広く研究されています。
発生の引き金となる主な理由は以下の3点に集約されます。
第一に「感覚過敏・感覚鈍麻の自己調整（感覚入力のコントロール）」です。外部環境の光や音、触覚刺激が過剰に感じられる際、一定のリズムを持つ決まった動作を行うことで外界のノイズを遮断し、脳内の興奮を静める効果があります。逆に感覚が鈍麻している場合は、自ら強い刺激を作り出して感覚のバランスを保とうとします。
第二に「情動の安定化とストレスの緩和」です。予定の急な変更、コミュニケーションの破綻、疲労やプレッシャーといった強い不安に晒された際、反復動作を行うことで自律神経の過剰な興奮を鎮静させ、心の安全基地を無意識に構築しています。
第三に「脳の器質的変化」です。高齢者の認知症、特に前頭側頭型認知症（ピック病など）では、抑制機能を司る前頭葉の萎縮により、毎日決まった時間に同じコースを歩き続ける（周回行動）、決まった時間に同じものを食べ続けるといった顕著な常同行動が見られます。
