DSPS是一種人體的計時系統(生物鐘)紊亂。一般認爲，重置生物鐘(入睡、醒來時間)的能力減弱是導致DSPS的原因。DSPS患者通常有非常長的日夜節律週期，或者對日光重置生物鐘的反應很弱。
如果頭天晚上沒睡足，一個有正常日夜節律系統的人通常會很快的入睡。早睡通常會自動的提前他們的日夜節律時鐘。相比之下，就算DSPS患者缺乏睡眠，他們仍然不能在他們的通常睡覺時間之前入睡。研究人員發現，缺乏睡眠不能夠重置DSPS患者的日夜節律時鐘。
努力按照正常作息生活的DSPS患者會很難入睡，也很難醒來。因爲他們的生物鐘不是在那個相位上。而正常人上夜班如果沒有調整好，也會有相同的症狀。
DSPS患者的其他日夜節律機能上也有後移，比如褪黑素的分泌和體溫最低值，相應的入睡和醒來的週期。入睡，自然的醒來，還有其他很多的內部機能都同時後移了相同的時間。如果考慮到不能被周圍人接受的睡覺和醒來的時間，非杓型(non-dipper)高血壓也和DSPS有關。
多數情況下，無法知道爲什麼DSPS患者的生物鐘異常。DSPS看上去是遺傳的:大量的證據顯示這個問題和hPer3(humanperiod3)有關。也有一些有記錄的病例是由於腦外傷引起的DSPS和非24小時睡眠週期綜合徵。
也有非常少的病例是DSPS發展成非24小時睡眠週期綜合症，這是一種非常嚴重的導致衰弱的睡眠紊亂，患者每天都晚睡一點。
