تشير هذه الفئة إلى الخلل المباشر في الدماغ أو الجهاز العصبي: الإصابات، اضطرابات النمو، أو العوامل الوراثية التي تؤثر على قدرة القشرة الجبهية الأمامية على تنظيم السلوك والوظائف الذهنية الأعلى. تشمل الأسباب البيولوجية العصبية الضرر المبكر للدماغ، خاصة القشرة الجبهية الأمامية التي تقع في الفص الجبهي ومسؤولة عن التخطيط، وتنظيم الأنشطة، والسيطرة على الدوافع، والتفكير الاستراتيجي. تؤثر اضطرابات النمو العصبي (اضطراب طيف التوحد، اضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه (ADHD)، والشلل الدماغي) أيضا على قدرة الطفل على تنسيق الوظائف التنفيذية المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، قد تلعب العوامل الجينية دورا في خلل الوظيفة الجبهي الأمامي، حيث تشير الأبحاث إلى وجود علاقة بين بعض الجينات ووظائف التحكم التنفيذي، مما يجعل الأشخاص أكثر عرضة لمشاكل في الانتباه أو التحكم في الاندفاعات أو التخطيط الاستراتيجي.