Al igual que los autosomas, los cromosomas sexuales contienen una variedad de genes necesarios para la función normal del cuerpo. Cuando una mutación en uno de estos genes produce déficits biológicos, el trastorno se considera vinculado al sexo.

Las mutaciones del cromosoma Y se denominan " ligadas a Y" y sólo afectan a los machos, ya que solo llevan una copia de ese cromosoma. Las mutaciones en el cromosoma Y relativamente pequeño pueden afectar la función sexual masculina y las características sexuales secundarias. La infertilidad del cromosoma Y es un trastorno que afecta a la producción de espermatozoides, causado por deleciones a las regiones del factor azoospermia (AZF) del cromosoma Y. En general, los trastornos ligados a Y sólo se transmiten de padre a hijo; sin embargo, debido a que los machos afectados normalmente no engendran hijos sin las tecnologías de reproducción asistida, la infertilidad del cromosoma Y no suele transmitirse a la descendencia.

Los trastornos ligados al X pueden ser dominantes o recesivos. Los trastornos dominantes ligados al X son el resultado de una mutación en el cromosoma X que puede afectar a hombres o mujeres. Sin embargo, algunos trastornos, como el síndrome del cromosoma X frágil, afectan a los hombres más severamente que a las mujeres, probablemente porque los hombres no tienen una segunda copia normal del cromosoma X. El síndrome de X frágil se caracteriza por una amplia gama de problemas de desarrollo, incluidas las discapacidades de aprendizaje. La hipofosfatemia ligada al X es otra afección dominante ligada al cromosoma X que se manifiesta en una forma resistente a la vitamina D de Rickets.

Para que una mutación recesiva cause déficits biológicos, ambas copias de un cromosoma deben estar mutadas. Como resultado, las hembras deben recibir dos cromosomas X mutados para mostrar un trastorno ligado al X. Por el contrario, los machos se ven afectados si su único cromosoma X conlleva la mutación. Como resultado, los varones se ven afectados con más frecuencia por enfermedades recesivas ligadas al cromosoma X, como el daltonismo, la distrofia muscular de Duchenne y la hemofilia.