A doença é diagnosticada através do teste do pezinho, realizado entre o 3º e o 6º dia de vida, consiste na colheita de algumas gotas de sangue através da picada do calcanhar do bebé, e faz parte do programa nacional de rastreio de hipotiroidismo e de doenças hereditárias metabólicas.

Trata-se de uma doença do metabolismo da fenilalanina (Phe), um aminoácido constituinte das proteínas. É causada pela deficiência de uma enzima, a fenilalanina hidroxilase (PAH). A condição é hereditária, de transmissão autossómica recessiva. Isto significa que é transmitida geneticamente e ocorre quando tanto o pai como a mãe, mesmo não tendo qualquer sintoma, são portadores de uma mutação no gene da enzima PAH.

Quando nos alimentamos, estamos a fornecer nutrientes ao corpo. São eles os hidratos de carbono, lípidos, proteínas, vitaminas e sais minerais. As proteínas, quando digeridas, originam moléculas mais pequenas, os aminoácidos. A fenilalanina é um destes aminoácidos constituintes das proteínas.

O tratamento da PKU deve iniciar-se o mais depressa possível. O pilar do tratamento, que permite à criança um desenvolvimento normal, baseia-se no cumprimento de uma dieta com restrição (pobre) em Phe, devendo ser evitados alimentos como peixe, carne, leite, pão, farinha, ovos e outros derivados.
É importante fazer uma suplementação nos restantes aminoácidos, através de fórmulas líquidas ou em pó, que sejam adequadas às várias fases do crescimento das crianças.

Segundo a Associação Portuguesa de Fenilcetonúria e outras doenças metabólicas estima-se que, em Portugal, a incidência da doença seja de cerca de 1/10.000 recém-nascidos.