לקטוז הוא סוכר החלב ולו שני רכיבים – גלוקוז וגלקטוז – החיוניים לפעולתו התקינה של הגוף. אצל רוב בני האדם מפורק הלקטוז במעי הדק בעזרת האנזים לקטאז. בדומה לאנשים הרגישים לגלוטן, שאינם יכולים לפרק את החומר, כך יש לאנשים מסוימים רמות שונות של האנזים, מה שגורם לרמות שונות של לקטוז בלתי מפורק הנשאר במעי. שאריות הלקטוז הבלתי מפורק מגיעות אל המעי הגס ומפורקות שם על ידי חיידקים, מה שעלול לגרום לגזים, נפיחות, שלשול וכאבי בטן. תסמינים אלה נוצרים במערכת העיכול בלבד.
את התסמונת ניתן לאבחן על ידי בדיקת נשיפה. גם מי שסובל מאי-סבילות ללקטוז יכול לעכל לקטוז בכמות יומית הקיימת ב-2 כוסות חלב, וכן לעכל ללא כל בעיה מוצרים דלי לקטוז וגבינות קשות.