甲亢可能是由于甲状腺刺激因子或血液中自主甲状腺功能亢进，或者由于甲状腺激素过量释放，或者由于甲状腺激素过量释放，而没有增加激素合成，从而导致甲状腺功能亢进。后一种主要病因为继发性甲状腺炎破坏性改变。甲状腺毒性是导致甲亢的最后一大原因，不管是有意还是无意，服用了过量的甲状腺激素。
放射性碘摄入量和循环甲状腺刺激因素是甲亢病因分类的基础。
Gravess病(弥漫性毒性甲状腺肿)的特征是甲亢，并有一个或多个下列症状：甲状腺肿、眼球突出、胫骨前粘液水肿。
Graves是引起甲亢的主要原因。甲是一种伴有缓解及复发的自身免疫疾病的病程。Graves病是由于抗甲状腺TSH受体抗体持续刺激甲状腺，造成T3和T4合成过多。Grafs病(和桥本甲状腺炎)有时与其他自身免疫性疾病合并，包括IDDM病、白癜风、早期白发、恶性贫血、胶原病、多腺缺损综合征。
虽然Grafss病的发病机制尚不清楚，但最常见于活跃性甲亢。在甲亢发病前后15~20年间，明显改善和加重并不取决于甲亢的临床过程。与引起Graves甲亢的抗体不同的是，特异抗原免疫球蛋白和眼眶成纤维细胞所组成。甲亢正常的典型突眼是甲状腺功能正常的典型突眼。
促甲状腺激素分泌不当：如果是促甲状腺激素分泌不足，则会出现垂体瘤，或者是垂体对甲状腺激素作用不足。促甲状腺激素在这两种疾病中的生物活性比正常的促甲状腺激素要强，在血液中α亚单位含量升高是甲状腺激素分泌肿瘤的标志。
葡萄胎、绒癌、妊高症、妊娠期呕吐、血清HCG升高是一种弱甲状腺刺激反应。HCG在妊娠期的前三个月最多，导致血清FT4和TSH稍有升高。HCG普遍存在于葡萄胎及绒毛膜癌，但在有呕吐的女性中HCG值正常。最近，有报道称，这些病人血清唾液酸绒毛膜促性腺激素水平可提高甲状腺兴奋程度，这可能是甲状腺兴奋的重要原因。
单发或结节性甲状腺肿：中毒性结节性甲状腺肿多见于老年人。TSH受体激活点突变导致孤立结节可见持续的甲状腺兴奋。这些发现至少能解释某些病人有功能亢进性结节的发病机制。
常染色体显性非自身免疫：本病是一种家族性常染色体显性染色体显性甲亢综合征。其原因为TSH受体基因突变，引起机体受体的激活，持续刺激甲状腺合成，释放过多的甲状腺激素。
