Entre algunos investigadores se destacan: Cytowic, Ramachandran y Hubbard, Sean Day, Daniel Smilek, Michael Dixon, entre otros, convirtió la sinestesia en un hecho científico El primer dato científico sobre sinestesia se debe a Francis Galton (1880) quien observó que un pequeño porcentaje de personas poseían la peculiar capacidad de experimentar la estimulación sensorial en un sentido de manera multimodal, en dos o incluso más modalidades sensoriales . Las investigaciones acerca de la incidencia de la sinestesia en las familias sugieren que se trata de un rasgo dominante ligado al cromosoma X.4​ Muchos investigadores, como Daphne Maurer, de la Universidad de Macmaster (Canadá), demuestran que todos los bebés de menos de cuatro meses de edad presentan un cerebro sinestésico o una fusión de los sentidos. Esto se debe a que, a esa temprana edad, el cerebro todavía no ha realizado la especialización de las distintas áreas ante estímulos sensoriales. Las conexiones sinápticas entre las áreas permanecen unidas. De esta forma, los bebés responden de manera similar a estímulos de diferentes clases (sonido de una nota musical, una luz brillante). En el proceso de desarrollo se produce una «poda neuronal» debido al alto crecimiento de conexiones sinápticas, en la que cada conexión sináptica se va especializando ante estímulos de diferente índole. En el cerebro de una persona sinestésica, la poda sináptica es menor o bien no se produce; los sinestésicos quizá mantienen intactos los enlaces sensoriales ante tareas sensoriales implicadas, lo que da lugar a este tipo de activación simultánea ante los distintos estímulos sensoriales, lo que explica que la sinestesia dure toda la vida.