La malattia di Leigh è un disturbo neurometabolico progressivo con una generale insorgenza nell'infanzia o nella fanciullezza, spesso dopo una infezione virale, ma può anche insorgere in adolescenti ed in adulti. E' caratterizzata da  lesioni necrotizzanti (tessuto morto o morente) nel cervello visibili alla MRI, particolarmente nella mesencefalo e tronco cerebrale.

Il bambino spesso appare normale alla nascita ma tipicamente inizia a mostrare i sintomi dai primi mesi ai due anni di età, sebbene possa insorgere molto prima o più tardi. I sintomi iniziali possono includere la perdita delle capacità di base come la suzione, il controllo del capo, il camminare e parlare. Questi possono essere accompagnati da altri problemi come l'irritabilità, la perdita di appetito, vomito e attacchi epilettici. Ci possono essere periodi di notevole declino o temporanei recuperi di alcune funzioni. Infine, il bambino può avere anche complicazioni cardiache, renalei, respiratorie e visive.

C'è più di un difetto che causa la malattia di Leigh. Secondo il Dr. David Thorburn, almeno 26 difetti sono stati identificati. Questi comprendono la carenza di piruvato deidrogenasi (PDHC) e difetti degli enzimi della catena respiratoria - nei complessi I, II, IV, e V. A seconda del difetto, il modello dell'ereditarietà può essere dominante collegato al cromosoma X (con il difetto nel cromosoma X la malattia colpisce solitamente solo i maschi), autosomica recessiva (ereditata dai geni sia della madre che del padre), e materna (solamente dalla madre). Ci possono essere anche dei casi spontanei i quali non sono per niente ereditati.