Otistik beynin en belirgin farklılıklarından biri, bilgiyi işleme biçimindedir. Çalışmalar, otizmli bireylerin daha çok ayrıntılara odaklanan ve daha az “genel resme” bakan, yani daha yerel odaklı bir bilgi işleme stiline sahip olduklarını göstermektedir.

Bu durum, görsel tarama gibi görevlerde açıkça görülebilir. Örneğin karmaşık bir sahne içinde hedefi bulma görevlerinde otizmli bireyler, nörotipik bireylere kıyasla çoğu zaman daha hızlı ve daha doğru olabilir. Ancak bu yerel odaklı işleme stili, beynin farklı bölgelerinden gelen bilgilerin bütünleştirilmesini gerektiren sosyal biliş veya dil anlama gibi görevlerde zorluklara yol açabilir.
Bir diğer önemli farklılık, otistik beynin duyusal bilgiyi işleme biçimidir. Otizmli bireyler sık sık duyusal hassasiyet veya duyusal aşırı yüklenme yaşayabilir. Bu nedenle yüksek sesli, parlak ışıklı veya kalabalık ortamlar onlar için bunaltıcı olabilir.
Bunun nedeni, otistik beynin duyusal bilgiyi nörotipik beyinden farklı şekilde işlemesi ve belirli uyaranlara karşı artmış hassasiyet geliştirmesidir. Bu durum aynı zamanda sosyal etkileşimde zorluklara da katkıda bulunur; çünkü otizmli bireyler alakasız duyusal uyaranları filtrelemekte zorlanabilir ve sosyal ipuçlarına odaklanmakta güçlük çekebilirler.
Araştırmalar, otizmli bireylerin beyinlerinde nörotipik bireylere kıyasla yapısal ve işlevsel farklılıklar olduğunu göstermektedir. Örneğin bazı çalışmalarda, otizmli bireylerin beyninin özellikle dil ve sosyal bilişle ilişkili bölgelerde daha büyük olabildiği ortaya konmuştur.
Ayrıca beynin farklı bölgeleri arasındaki iletişim ve bağlantı biçimlerinde de farklılıklar bulunmuştur. Bu bağlantısallık farkları, otizmde görülen iletişim ve sosyal etkileşim güçlüklerinin oluşumunda rol oynayabilir.
Tüm bu farklılıklara rağmen otistik beynin doğal olarak “daha iyi” veya “daha kötü” olduğu söylenemez. Otizm bir spektrumdur; yani otizmli bireyler arasında çok geniş bir bilişsel yetenek ve güçlü yön çeşitliliği bulunmaktadır.
Bazı otizmli bireyler örüntü tanıma, ayrıntılara dikkat veya görsel-mekânsal düşünme gibi alanlarda güçlü olabilirken, bazıları soyut veya karmaşık görevlerde zorlanabilir. Benzer şekilde nörotipik bireylerde de bilgi işleme stilleri ve bilişsel yetenekler açısından büyük çeşitlilik vardır.