El fenotipo del síndrome 48, XXYY (denominado XXYY) se asocia con anormalidades características pero variables de desarrollo, cognitivas, conductuales y físicas. Para discernir el fenotipo neuroanatómico del síndrome, realizamos análisis cuantitativos y cualitativos en escáneres cerebrales por resonancia magnética de 25 varones con XXYY y 92 varones XY de desarrollo típico emparejados por edad y nivel socioeconómico. Cuantitativamente, los varones del grupo XXYY tenían menores volúmenes de materia gris y blanca en los lóbulos frontal y temporal. Por el contrario, los volúmenes de materia gris y blanca del lóbulo parietal, así como el volumen del ventrículo lateral, eran mayores en el grupo XXYY. Cualitativamente, los varones del grupo XXYY tenían una mayor incidencia de colpocefalia (84% frente a 34%, p ≤ 0,001), lesiones de la materia blanca (25% frente a 5%, p = 0,007) y cuerpo posterior delgado del cuerpo calloso (28% frente a 3%, p = 0,001). La especificidad de estos hallazgos puede arrojar luz sobre el papel de los cromosomas X e Y en el desarrollo típico y atípico del cerebro y ayudar a orientar futuros estudios sobre las relaciones cerebro-conducta en varones con síndrome XXYY.