La maladie de Pelizaeus-Merzbacher est une maladie héréditaire impliquant le cerveau et la moelle épinière (système nerveux central) qui affecte principalement les hommes. Cette maladie fait partie d’un groupe de troubles génétiques appelés leucodystrophies. Les leucodystrophies sont des affections qui impliquent des anomalies de la substance blanche du système nerveux, constituée de fibres nerveuses recouvertes d’une substance grasse appelée myéline 
. La myéline isole les fibres nerveuses et favorise la transmission rapide de l’influx nerveux. En particulier, la maladie de Pelizaeus-Merzbacher implique une hypomyélinisation, ce qui signifie que le système nerveux a une capacité réduite à former de la myéline. En conséquence, la fonction neurologique globale est réduite.
La maladie de Pelizaeus-Merzbacher est divisée en types classique et connatal (présent dès la naissance). Bien que ces deux types diffèrent en gravité, leurs caractéristiques peuvent se chevaucher.
La maladie classique de Pelizaeus-Merzbacher est le type le plus courant. Au cours de la première année de vie, les personnes atteintes de la maladie classique de Pelizaeus-Merzbacher présentent généralement un tonus musculaire faible (hypotonie), des mouvements involontaires des yeux (nystagmus) et un développement retardé de la motricité, comme s’asseoir ou saisir des objets. Certaines personnes sont capables de marcher avec de l’aide. Malgré ces problèmes neurologiques, les capacités intellectuelles et motrices se développent tout au long de l’enfance, mais le développement s’arrête généralement vers l’adolescence et ces compétences sont lentement perdues (régression développementale). Au fur et à mesure que la maladie s’aggrave, le nystagmus disparaît généralement, mais d’autres troubles du mouvement se développent, notamment une raideur musculaire (spasticité), des problèmes de mouvement et d’équilibre (ataxie), des tremblements de la tête et du cou (titubation), une tension involontaire des muscles (dystonie) et des mouvements saccadés (chorégraphiques).
La maladie connatale de Pelizaeus-Merzbacher est la plus grave des deux types. Les symptômes peuvent commencer dès l’enfance et comprennent des problèmes d’alimentation, une faible prise de poids et une croissance lente, une respiration aiguë causée par une obstruction des voies respiratoires (stridor), un nystagmus, des difficultés d’élocution progressives (dysarthrie), une ataxie sévère, une hypotonie et des convulsions. Au fur et à mesure que la maladie s’aggrave, les enfants atteints développent une spasticité entraînant des déformations articulaires (contractures) qui limitent les mouvements. Les personnes atteintes de la maladie connatale de Pelizaeus-Merzbacher ne sont jamais capables de marcher et beaucoup ne sont pas capables d’utiliser délibérément leurs bras. Ils ont également des problèmes de production de la parole (langage expressif) mais peuvent généralement comprendre la parole (langage réceptif).