Düsleksiaga inimestel on probleeme sõnade lugemise ja keele mõistmisega. Sõnatuvastus ning tähtede ja helide seostamise võime on olenevalt seisundi tõsidusest erineval määral ohustatud. Düsleksia mõju ajule avaldub enamasti vasakpoolses ajupoolkeras, kus kõnet, lugemist ja keeletöötlust kontrollivad erinevad piirkonnad. Meditsiinilise pildistamise tehnikate kasutamisel võib düsleksikatel inimestel näha aju teatud osade materjali koguse erinevusi. Ajuspetsialistid keskenduvad ajupiirkondadele, kus lugemise ajal sõnu dekodeeritakse ja töödeldakse.
Düsleksiat ajus analüüsitakse valge ja halli aine hulga võrdlemisel normaalse ajuga. Aju välimine kiht koosneb hallist ainest, milles närvirakud töötlevad kogu meeltelt saabuvat teavet. Sügavamal sees leiduv valge aine on loodud kiireks suhtlemiseks aju erinevate osade vahel. Düsleksiaga inimestel on vasakpoolses parietotempraalses piirkonnas, kus sõnu dekodeeritakse, vähem nii halli kui ka valget ainet. Düsleksia üheks sümptomiks on suutmatus mõista sõnade kõla, mis võib tuleneda selle ajuosa struktuurilistest erinevustest.
Meditsiinitehnikad, nagu funktsionaalne magnetresonantstomograafia (fMRI) võivad analüüsida düsleksia nähtudega laste aju. Düsleksia mõju ajule võib näha piltidest, mis näitavad lugemis- ja keeleoskust kontrollivates kohtades madalamat aktiivsust. Lisaks struktuursetele erinevustele normaalsest ajust, mida on näha arvutipõhise aksiaaltomograafia (CAT) ja positronemissioontomograafia (PET) skaneerimisel, on metaboolsete protsesside kõikumised seotud aju düsleksiaga. Samuti on aju tagumised vasakpoolsed osad vähem aktiivsed, kuid vasakpoolsed eesmised piirkonnad kompenseerivad tavapärasest suurema aktiivsusega.
Uurides düsleksia mõju ajule ja nähes, kuidas sellised tegevused nagu žongleerimine ja muusikariistade mängimine võivad seda füüsiliselt muuta, leiavad teadlased uusi ravivõimalusi. Aju võime kompenseerida ühe poolkera eemaldamist on muutnud ka düsleksiaravi optimistlikumaks, sest aju struktuur võib muutuda ka täiskasvanul. Teatud tüüpi ravi võib stimuleerida piirkondi, kus esineb düsleksia mõju ajule. Need võivad aidata kellelgi, kellel on haigusseisund, kompenseerida lugemis- ja keeleprobleeme.