Bei Menschen mit Down-Syndrom enthalten die Zellen aufgrund einer genetischen Störung nicht wie üblich 23 Chromosomenpaare, sondern ein zusätzliches Chromosom. Das bedeutet konkret: Das gesamte Chromosom 21 bzw. Teile davon sind nicht doppelt, sondern dreifach vorhanden. In der Fachsprache nennt man das Down-Syndrom daher auch Trisomie 21. Erstmals wissenschaftlich beschrieben wurde diese Besonderheit von dem englischen Neurologen John Langdon-Down (1828-1896) im Jahr 1866.
Das überzählige Chromosom stört bei den Betroffenen das „genetische Gleichgewicht“. Die Folge können Herzfehler, Seh- und Hörbehinderungen, Fehlbildungen im Magen-Darm-Trakt sowie eine eingeschränkte geistige Fähigkeit sein. Oft sind auch die motorische und die sprachliche Entwicklung verlangsamt. Es gibt (vier) verschiedene Formen der Trisomie 21. Wie gravierend die Auswirkungen der Chromosomenabweichung sind, ist von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich. Manche Betroffene machen ihren Schulabschluss, gehen einer Arbeit nach und leben in einer eigenen Wohnung. Andere sind zeitlebens auf Unterstützung angewiesen.
Die Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit Down-Syndrom zur Welt zu bringen, steigt mit zunehmendem Alter der Mutter. Bei einer 20-Jährigen liegt sie bei etwa 1:1500, bei einer 40-Jährigen bei etwa 1:100. Eine Trisomie 21 kann während der Schwangerschaft im Rahmen der Pränataldiagnostik (mit einem einfachen Bluttest) festgestellt werden. Da in vielen Fällen, in denen Ärzte am ungeborenen Kind das Down-Syndrom diagnostizieren, die Schwangerschaft abgebrochen wird, sind pränatale Untersuchungen ethisch umstritten.
Derzeit leben in Deutschland schätzungsweise zwischen 30.000 bis 50.000 Menschen mit Trisomie 21.