连环杀手在儿童时期,常常受到身体上的虐待,甚至性虐待,或目击了家庭成员遭受虐待。某些研究人员认为,这种忽视和虐待会造成连环杀手在成长过程中变得以自我为中心,完全忽视他人感受。不过,也有很多在这种环境下长大的孩子并没有成为暴力罪犯或连环杀手。所以,这一原因也许并不成立。
有些连环杀手已经被心理学家和精神病医生确诊为精神病患者。根据《美国精神障碍诊断和统计手册(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder)》第四版,这一疾病的官方术语叫做反社会性人格障碍(antisocial personality disorder ,APD)。书中写道, 反社会性人格障碍患者通常“从15岁开始表现出无视和侵犯他人权利的行为”,这些行为有7个特征(如符合其中三项,则可以确诊为反社会性人格障碍患者),例如“不遵守社会规范”、“易怒和好斗”以及“缺乏反省”。精神病患者并非精神错乱,他们能分辨是非,但这种诊断可以解释他们在杀人时的行为
有些研究人员推论说,连环杀手有脑损伤,或者其他生物学的异常情况,由此导致了他们的杀人行为。额叶、下丘脑和边缘系统等区域的损伤会使人极具侵略性,行为失控并失去判断力,表现出暴力行为。杀害了150名受害者的连环杀手Henry Lee Lucas就有严重的脑损伤,很可能是因儿童时期受到虐待、营养不良以及酗酒造成的