連環殺手在兒童時期,常常受到身體上的虐待,甚至性虐待,或目擊了家庭成員遭受虐待。某些研究人員認為,這種忽視和虐待會造成連環殺手在成長過程中變得以自我為中心,完全忽視他人感受。不過,也有很多在這種環境下長大的孩子并沒有成為暴力罪犯或連環殺手。所以,這一原因也許并不成立。
有些連環殺手已經被心理學家和精神病醫生確診為精神病患者。根據《美國精神障礙診斷和統計手冊(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorder)》第四版,這一疾病的官方術語叫做反社會性人格障礙(antisocial personality disorder ,APD)。書中寫道, 反社會性人格障礙患者通?!皬?5歲開始表現出無視和侵犯他人權利的行為”,這些行為有7個特征(如符合其中三項,則可以確診為反社會性人格障礙患者),例如“不遵守社會規范”、“易怒和好斗”以及“缺乏反省”。精神病患者并非精神錯亂,他們能分辨是非,但這種診斷可以解釋他們在殺人時的行為
有些研究人員推論說,連環殺手有腦損傷,或者其他生物學的異常情況,由此導致了他們的殺人行為。額葉、下丘腦和邊緣系統等區域的損傷會使人極具侵略性,行為失控并失去判斷力,表現出暴力行為。殺害了150名受害者的連環殺手Henry Lee Lucas就有嚴重的腦損傷,很可能是因兒童時期受到虐待、營養不良以及酗酒造成的