一、發病原因
碘（55%）
目前世界公認本病的主要病因是缺碘，該病主要多見於遠離沿海及海拔高的山區，流行地區的土壤，水和食物中含碘量極少，本病與缺碘有密切關係，發病率高低與含碘量呈反比，而采用碘鹽可預防本病。
攝碘過多（20%）
在自然界含碘豐富的地區也有本病流行，主要是因為攝入碘過多，從而阻礙了甲狀腺內碘的有機化過程，抑製T4的合成，促使TSH分泌增加而產生甲狀腺腫，稱為高碘性地方性甲狀腺腫。
生化因素（20%）
水中含鈣，氟，鎂過多也可致甲狀腺腫，一些與Ⅰ-類似的單價陰離子如：SCN-，F-，Br-，At-，C104-，ReO4-，TeO4-，BF4-等與碘競爭，使甲狀腺濃集碘的能力下降，合成甲狀腺素減少，刺激垂體分泌較多的TSH，使甲狀腺腫大。
二、發病機製
碘攝入不足所形成的甲狀腺腫不應單純視為一種病，甲狀腺對缺碘有一個適應代償過程，而甲狀腺腫實際上是這種適應代償的結果。本質上是甲狀腺因攝碘不足所發生的由代償(生理)→失代償(病理性損傷)的過程，其基本的病生理變化包括：
1.當血碘濃度下降時
甲狀腺上皮攝碘能力發生代償性增強，故24h吸碘率升高。嚴重缺碘者，上皮內無機碘濃度仍下降，即小於正常值(0.25mg/g)。吸碘率的升高不僅表現在地甲腫和地克病患者，那些病區所謂正常人的吸碘率也升高，反映了病區所有人都是碘缺乏的受害者。這一點，正如朱憲彝所講的，病區所謂正常人，盡管沒有甲狀腺腫，但因碘缺乏而導致了碘代謝、垂體-甲狀腺軸係功能的改變，這就是病區全體人群都要食用碘鹽的理論根據。
2.酪氨酸的碘化
即碘的有機化過程增強，使MIT合成增多，而DIT相對減少。過氯酸鹽實驗正常，說明碘的有機化過程沒有問題。但Coutras發現，給常規過氯酸鹽時，同時給KI，甲狀腺釋放血的碘較正常人為多，說明有機過程也可能存在缺陷。這可能部分解釋為什麼在同樣缺碘條件下，有人出現甲狀腺腫而有人則不腫大。
3.碘化酪氨酸耦合過程增強
由於MIT/DIT比值升高，故T3合成增多，T4減少，即T3、T4升高。T4絕對量的下降，是碘缺乏病的重要表現之一。從代償角度上看，它有2個意義：①多合成T3少合成T4可以節約碘，T3相對正常可保證周圍組織不至於出現甲減;②T3的生物活性比T4大4～5倍。由於T3正常或代償性增高，使周圍組織不出現明顯甲減或黏液性水腫。然而由於腦組織主要利用T4而不是T3，因此，低T4對腦發育和腦功能的維持是極其危險的。病區的調查結果也證實，病人(甲腫或克汀病)多表現為T3正常或代償性增高，T4，特別是FT4，FTI4(遊離T4指數)明顯下降。
4.甲狀腺球蛋白的合成代償性增強
因此，甲狀腺濾泡常呈現以膠質瀦留為主要表現。但膠質中常含碘化不全或不夠成熟的甲狀腺球蛋白，膠質的更新也較正常為快。
5.缺碘時
甲狀腺激素分泌加快。當甲狀腺內有機碘含量下降至正常(10mg/g)的一半或一半以下時，T3、T4才明顯下降，因此，分泌入血的甲狀腺激素量減少。此外，碘化酪氨酸脫碘後，碘的重新利用率增高，而碘的漏出量(入血)大大降低。
6.因T4下降
反饋性引起TSH升高，這是缺碘的最重要表現之一。T4下降，TSH升高充分反映了病人的甲減狀態。TSH有兩類作用，一類是促進甲狀腺的功能，表現在碘的攝取、T3和T4的合成、激素的分泌等;一類是TSH長期增高而顯示出對甲狀腺細胞的促進生長的作用(慢效應)，即上皮由立方狀變為高柱狀，細胞數目、細胞體積的增加、故上皮的蛋白質、RNA合成加速。TSH的慢效應往往是在持續性低碘的數周或數月後逐漸出現，與缺碘的程度和機體的反應性有關。一般講嚴重缺碘2～3個月內，病人可出現甲狀腺腫。TSH的變化與T4呈負相關，與T3無明顯相關。值得注意的是，缺碘不太嚴重或病人代償較好時，TSH輕度升高或處於正常偏高值水平，即亞臨床甲減，這是常常被忽視的一種缺碘性損傷。
以上的適應代償變化是處於發展過程的，低T4高TSH已經具備損傷意義了，當甲狀腺形成結節後，代償意義逐漸消失，並進一步轉化為損傷性因素(如：誘發甲亢、壓迫、癌變等)。
