O autismo é um transtorno do neurodesenvolvimento complexo e heterogêneo, caracterizado por dificuldades na comunicação social e padrões atípicos de respostas sensoriais e motoras. Atualmente, é reconhecido como uma condição relativamente comum, manifestando-se em diferentes graus de severidade – de leve a grave – e exigindo níveis variáveis de suporte conforme as necessidades individuais. Nesta revisão, exploramos os aspectos que tornam o Transtorno do Espectro Autista (TEA) uma condição multifacetada, analisando-o sob a perspectiva do desenvolvimento cerebral e dos processos moleculares que influenciam as habilidades cognitivas destes indivíduos. Essas alterações resultam em padrões variados de comportamento e cognição, o que explica a diversidade de sintomas dentro do espectro. Para entender melhor as manifestações do autismo, é importante considerar as três esferas principais de funcionamento cerebral: percepção, integração e ação. A partir dessa perspectiva, discutimos, a nível molecular, uma série de alterações que afetam o funcionamento cerebral, incluindo fatores genéticos relacionados à disfunção de sinapses, desbalanço de neurotransmissores, perda da função homeostática da micróglia – célula essencial para a poda sináptica – e um conjunto de alterações imunológicas observadas em indivíduos autistas que também impactam o desenvolvimento neural. Embora a compreensão dos processos biológicos que estão por trás do TEA seja fundamental no avanço de tratamentos, ressaltamos a importância de se validar a individualidade dentro do espectro. Desta forma, criar condições que viabilizem indivíduos autistas a experienciar sua forma única de estar no mundo da forma mais plena possível passa a ser tão relevante quanto a incessante busca por tratamento.