甲狀腺組織有強大的濃集碘的能力，人的甲狀腺每天需要60--80ug的碘以產生具有生理活性甲狀腺激素。在體內甲狀腺所分泌的甲狀腺激素和垂體所分泌的促甲狀腺激素(TSH)間存在著相互依賴、相互制約的反饋關系，缺碘時，甲狀腺細胞不能合成足夠的甲狀腺激素，血中甲狀腺激素濃度下降，甲狀腺激素對垂體分泌(TSH)的抑制作用減弱，垂體TSH的分泌增加，血中TSH水平升高，引起甲狀腺肥大增生。另外水或食物中含有阻礙甲狀腺激素合成的物質或碘攝入過多，阻礙了甲狀腺內碘的有機化過程，從而發生高碘性甲狀腺腫。
(1)流行區水土中碘缺乏或過多。
(2)碘需要量增加(生長發育、哺乳、寒冷、感染、中毒、情緒等因素)。
(3)致甲狀腺腫物(木薯、蘿卜、卷心菜、硫脲嘧啶、硫氰酸鹽、對氨基水楊酸鈉、保泰松、過氯酸鉀、鈷、鋰鹽)。
(4)飲用深井水(含硫碳氫化物、鈣、氟過多)，水源被細菌污染。
(5)家族性先天性甲狀腺激素合成酶缺陷。