У многих видов хвостатых земноводных неотения встречается из-за генетических мутаций, вызывающих сбои в работе эндокринной системы. 2 В частности, для развития амфибий требуется определённая активность тиреоидной оси (функционально аналогичной щитовидной железе). 2 Если активность железы ослаблена, то и метаморфоз не происходит. 2 Животное при этом развивается в половом отношении, но взрослой стадии не достигает. 2

Есть несколько предположений, почему естественный отбор оказывает предпочтение неотеническим формам: 3

• Сохранение в водной среде. 1 Например, аксолотль — обитатель горных озёр с устойчивой экосистемой. 1 Предполагается, что отбор был нацелен на то, чтобы сохранить этих амфибий исключительно в водной среде, где нет естественных врагов, сильных перепадов температур и засух, зато в достатке пищи. 3
• Уменьшение внутривидовой конкуренции за ресурсы. 1 Ряд учёных связывает возникновение неотении с проблемой внутривидовой конкуренции за ресурсы, и неотения позволила разграничить особей одного вида без потери численности животных. 1