Sindrom fragilnog X najčešći je uzrok nasljedne mentalne retardacije i čini 40% svih X-vezanih mentalnih retardacija. Bolest je uzrokovana mutacijom koja se sastoji od povećanja broja CGG ponavljanja u eksonu 1 gena FMR-1 na Xq27.3, što je popraćeno lokalnom metilacijom i nedovoljno izraženim genskim produktom. Bolest dovodi do intelektualnih teškoća i problema u ponašanju, mogu se razviti pojedine značajke autizma, uključujući ponavljanje govora i ponašanja, slab kontakt očima i socijalnu anksioznost. Drugi simptomi uključuju odgođeni razvoj, velike, isturene uši, istaknutu bradu i čelo, te velike testise kod dječaka (najočitiji nakon puberteta). Zglobovi mogu biti abnormalno fleksibilni, a moguće su i bolesti srca (prolaps mitralnih zalistaka).

Simptomi fragilnog X dijagnosticira se genetičkim testovima na temelju CGG ponavljanja. Zdrave osobe imaju manje od 50 CGG ponavljanja, osobe s predispozicijom za sindrom imaju između 50 i 200 CGG ponavljanja, ali regija nije metilirana, dok oboljele osobe imaju više od 200 CGG ponavljanja i regija je metilirana.

Žene s predispozicijom za sindrom fragilnog X su zdrave, ali njihova djeca mogu biti pogođena bolešću (rizik je proporcionalan broju ponavljanja). Predisponiranim ženama treba ponuditi mogućnost prenatalne dijagnostike.