21번 염색체 이상에 의해 신체적, 지적 발달의 전반적인 지체를 나타내는 대표적인 염색체 이상 증후군. 기록에 따르면 다운 증후군은 이미 오래전부터 존재했던 것으로 추정되지만 공식적으로는 1866년 영국 의사 존 랭던 다운(J. Down)에 의해 처음으로 언급되어 그의 이름을 따라 다운 증후군이라 불리게 되었다.  21번 염색체를 3개 가지고 있어서 삼염색체성(trisomy 21)이라고도 불린다. 다운증후군 출현율에 대한 보고는 조금씩 차이가 있지만 대략 800명에서 1,000명 사이에 1명꼴로 나타난다고 보는 것이 가장 일반적이다.

  다운 증후군을 초래하는 대표적인 원인에는 삼염색체성, 모자이크형(mosaicism), 전위(translocation)가 있다.

삼염색체성은 감수분열 시 21번 염색체가 둘로 분리되지 않는 비분리 현상으로 인해 난자나 정자가 21번 염색체를 하나 더 갖게 됨으로써 21번 염색체가 3개가 되는 것이다. 약 95%의 다운 증후군이 여기에 해당한다. 삼염색체성의 출현율은 산모의 나이에 비례하며 특히 35세 이상의 산모에게 더 높게 나타나는 경향이 있다.

모자이크형은 여분의 21번 염색체를 더 갖는다는 점에서는 삼염색체성과 유사하나 이것이 모든 세포에 적용되는 것이 아니라는 점에서 차이가 있다. 즉, 모자이크형은 수정된 후의 초기 배아기 세포분열 시의 비분리 현상으로 21번 염색체를 2개씩 갖는 정상 세포가 있는 반면, 어떤 세포는 21번 염색체를 3개 갖기도 한다.

전위는 21번 염색체의 중요한 일부가 다른 염색체에 접착되어 위치가 바뀐 것으로 삼염색체성이나 모자이시즘과 달리 정상적인 46개의 염색체를 가지나 다른 염색체로 전위된 21번 염색체로 인해 다운 증후군의 특성을 보인다. 대부분의 다운 증후군은 일반인들에게 2개씩 있는 21번 염색체를 하나 더 갖게 되어 발생하기 때문에 유전적인 원인으로 간주되어 왔으나, 사실 전위에 의한 경우를 제외한 대부분의 다운 증후군은 가계를 통해 유전된다고 하기보다는 감수분열 과정에서 발생한 염색체 이상에서 비롯된다고 할 수 있다.

  다운 증후군의 일반적인 신체적 특징으로는 넓고 편평한 얼굴, 밋밋한 코, 위로 치켜 올라간 눈, 작고 넓적한 손, 낮은 근육 긴장도 등을 들 수 있으며 작은 입에 혀는 크고, 입천장이 낮아 조음 문제를 많이 보인다. 또한, 난시나 사시, 심장 질환 등을 앓을 확률이 높다.