Nadmiar kwasu homogentyzynowego oraz produktów jego dalszego metabolizmu gromadzi się w osoczu krwi i płynie pozakomórkowym, wywiera szkodliwy wpływ na tkankę łączną układu ruchu, szczególnie chrząstek. Ten związek organiczny wydalany jest w dużych ilościach z moczem, pozostawiony na powietrzu utlenia się (ciemnieje), szczególnie przy alkalizacji moczu. Może to być pierwszy objaw naprowadzający na rozpoznanie tego schorzenia.
Genetyka i biologia molekularna Mutacje dotyczą genu oksydazy kwasu homogentyzynowego (HGD), zlokalizowanego na chromosomie 3 (3q13.33). Przypadki alkaptonurii wykazują dużą różnorodność, ponieważ opisano ponad 80 różnych mutacji tego genu, powodujących objawy chorobowe o znacznie zróżnicowanym nasileniu. Zdecydowana większość mutacji jest unikalna dla przypadków występujących w jednej rodzinie. Odmiennie mutacja o oznaczeniu M368V występuje powszechnie i postuluje się, że w kolejnych migracjach ludności rozprzestrzeniła się ona po Europie.
Epidemiologia Średnia światowa częstość występowania wynosi 1:100 tys. do 1:250 tys. urodzeń. Alkaptonuria występuje endemicznie na Słowacji (1:19 tys. urodzeń), w Czechach i w Dominikanie.