Klinefelter syndrom er en tilstand, som påvirker drenge og mænd født med et eller flere ekstra X-kromosomer.
Normalt har man 22 par kromosomer og 2 kønskromosomer (X og Y), svarende til i alt 46 kromosomer i kernen af hver enkelt af kroppens celler. Piger har to X-kromosomer (46,XX), mens drenge har ét X- og ét Y-kromosom (46,XY).
Kromosomerne indeholder kroppens arvemateriale, DNA, som indeholder instrukserne eller koderne for fx kroppens udseende, sproglige evner og andre for evnen til at få børn.
De fleste drenge og mænd med Klinerfelter syndrom har kromosomsammensætning 47, XXY, altså to X-kromosomer og et Y-kromosom. Det ekstra X-kromosom er oftest til stede i alle kroppens celler, men nogle gange ses det ekstra X-kromosom kun i nogle af kroppens celler (mosaik). Sjældent ses tilstande med mere end to X-kromosomer.