地方性甲状腺肿的病因最主要的是缺碘。碘是甲状腺激素的主要化学成份，一般都是从食物、水及食盐中摄取的。近海居民也可能从空气中获得少许。每日生理需碘量，一般认为成年人约100～150μg、青少年约200μg、儿童约75μg、婴儿约30μg，妊娠及哺乳期妇女则要高达400μg。与本病发病有关的因素主要有：

(1) 环境碘缺乏： 大量事实说明，本病病区的局部环境是缺碘的。在土壤、水及食物三者中，以水的碘含量低最有意义。因为土壤中的碘只有在溶于水后才能为农作物吸收，再通过食物进入体内而被利用。如果土壤中的碘以有机或络合物的形式存在，不溶于水，即使数量多，也不一定被人体吸收利用。碘的另一个重要来源是食盐。在某些地区，本病的患病率常与食盐含碘量有关。环境缺碘可导致人体缺碘，而人体缺碘时，尿碘数量随之降低。尿碘与本病流行情况和临床表现之间有密切关系(见下表)。

尿碘、甲状腺肿及临床表现之间关系表

在正常生理情况下，摄入的碘大约有40～80%由尿排出。因此，24小时尿碘量基本上可以反映碘摄入量的高低。正常人24小时尿碘为50～100μg，一般认为低于50μg即反映机体缺碘，低于25μg反映严重缺碘。在严重缺碘地区，除甲状腺肿患者尿碘低外，其他居民尿碘也低。

缺碘地区居民供应碘盐之后，本病患病率即明显地逐渐减少，以至消灭。某些动物饲以低碘饲料，可造成实验性甲状腺肿，而这种甲状腺肿又可以用供碘来防治。这些都有力地证明本病主要是由碘缺乏引起的。

(2) 致甲状腺肿物质： 碘缺乏虽是本病致病的主要因素，但不是唯一的因素。因为本病在个别不缺碘地区也可出现。这是由于某些所谓致甲状腺肿物质引起的。致甲状腺肿物质种类较多，按其作用机理可分为以下几类：①在甲状腺浓集碘的过程中与碘竞争，而使甲状腺对碘的摄取受到抑制，导致甲状腺激素合成减少，使血清促甲状腺激素(TSH)升高，甲状腺肿大。这类物质包括硫氰酸盐、过氯酸盐、亚硝酸盐、溴、氟、钙、锂等。天然食物(包括植物与牛奶)中就有这类物质。但在大量供应碘盐以后，常可抵消其致甲状腺肿作用。早在1928年Chesney即发现长期用大量洋白菜饲养的家兔可发生甲状腺肿。随后从洋白菜中提出L-5-乙烯-2-硫唑烷酮，水解后可产生硫氰酸盐。有人报告在澳大利亚塔斯曼尼亚学校儿童夏秋季饮牛奶后发生季节性甲状腺肿，这是由于奶牛春末夏初自由摄食杂草青饲料，其中富含致甲状腺肿物质，因此所产的牛奶内硫氰酸盐含量很高。到了冬季，奶牛摄取精选饲料，儿童甲状腺肿即消失。又如扎伊尔Idjwi岛普遍缺碘，但北部居民本病患病率比南部居民高，经调查证实是由于北部居民大量食用富含硫氰酸盐的木薯所致。②抑制碘离子在甲状腺的有机化过程。药物如硫脲、硫脲嘧啶、磺胺、对氨基水杨酸、氯化钴等均有抑制碘有机化的作用。芬兰某些地方患病率增高与饮用的牛奶中富含硫脲类致甲状腺肿物质有关。这种作用于补碘后常无法或不能完全抵消。③阻止甲状腺碘化酪氨酸偶联过程。如来自植物中的硫噁唑烷酮。这种致甲状腺肿作用，在供应碘后亦无法抵消。④影响胃肠道对碘的吸收或促进甲状腺激素丢失。稗田在动物实验中证明，水中碳酸氢钙含量高时，影响碘在胃肠道吸收，可导致豚鼠甲状腺肿。1970年西班牙发现有一地区由于吃大量核桃而发生甲状腺肿。大鼠试验证实，核桃可促使甲状腺素过量从胆汁排出，随粪便丢失。

(3) 碘摄入过多： 口服大量含碘药物如Lugol溶液，可以一时性地抑制甲状腺激素的分泌，称为碘阻断效应。这种抑制作用是短暂的，几周以后即消失。六十年代初，日本北海道种植海带的海滨居民中甲状腺肿 (一般为弥漫型Ⅰ度或Ⅱ度，腺体稍硬)患病率明显增高。这类患者的甲状腺吸131Ⅰ率与缺碘性甲状腺肿相反，不是增高而是降低，尿碘排出量也大大超过正常范围。经研究发现，患者每日进食的海带含碘量为8～25mg。这种甲状腺肿称为高碘性甲状腺肿或滨海性甲状腺肿。我国河北省黄骅县及山东省庆云县的滨海地区居民，过去吃碘含量不高的浅井水时，甲状腺肿患病率不高，但近年来吃碘含量500～1000μg/L的深井水后，甲状腺肿患病率有明显升高趋势。这种甲状腺多为弥漫型Ⅰ度、稍硬，甲状腺吸131Ⅰ率明显降低，为5.8～6.7%(24小时)，而且尿碘很高，约1600～2500μg/g肌酐; 这显然是高碘性甲状腺肿。高碘性甲状腺肿的发病机理一般认为是，在酪氨酸的碘化过程中，酪氨酸与碘离子必须同时氧化，才能结合。过氧化酶的活性基为两者所共需，但碘离子过多时活性基就被碘全部占据，于是酪氨酸的氧化受阻，而使甲状腺激素的生产减少，再反馈地刺激垂体分泌较多的促甲状腺激素，以致甲状腺肿大。高碘性甲状腺肿较少见，也没有证据说明它可以导致严重后果。

食物中的碘在肠道内以碘离子形式吸收，如果是元素碘或有机碘，则必须在肠粘膜或肝脏中转化为碘离子才能进入体循环。血浆中的碘离子浓度有限，一般不超过0.5μg/100ml。甲状腺激素〔包括四碘甲腺原氨酸(T₄)和三碘甲腺原氨酸(T₃)〕是在甲状腺滤泡中合成的，但血浆中碘离子的浓度低，不能满足甲状腺激素合成的需要，因此在正常情况下，甲状腺合成甲状腺激素的第一步，就是通过甲状腺滤泡上皮细胞膜将血浆中的碘离子吸收浓集约40倍;第二步是在过氧化酶的催化作用下，在甲状腺滤泡上皮细胞的微绒毛附近将碘离子氧化成为碘原子，并迅速与甲状腺球蛋白分子上的酪氨酸结合而形成二碘酪氨酸(DIT)与一碘酪氨酸(MIT); 第三步是甲状腺球蛋白分子上的两个DIT偶联在一起而合成为T₄，或DIT与MIT偶联在一起而合成为T3，但仍然在甲状腺球蛋白分子上，储存于滤泡的胶质中; 第四步是甲状腺球蛋白重新被甲状腺滤泡上皮细胞所吞食，并在细胞中分解释放出T4、T3、DIT及MIT，而T4和T3即分泌到血液中去。未被利用的DIT与MIT就在甲状腺滤泡上皮细胞中脱碘，而被重新利用。在分泌到血浆的甲状腺激素中，T4占98%，T3占2%，正常值分别约为5～15μg/100ml及90～180ng/100ml。

甲状腺合成甲状腺激素的功能受垂体分泌的促甲状腺激素(TSH)调节。当血浆中T4与T3的浓度下降时，垂体TSH分泌增多，使甲状腺中的浓集、偶联与分泌过程增强。与此同时，甲状腺滤泡上皮细胞增多，细胞呈高柱状，滤泡腔变小，胶质减少，进而滤泡也有增生，甲状腺不但功能增强，体积也增大。当摄入的碘量减少时，血浆无机碘离子浓度降低，甲状腺对碘的浓集、有机化及偶联过程都受到影响，以致DIT和T4相对减少，而MIT和T3可能相对增多，脱碘过程脱下来的碘再利用率也提高，最终分泌到血液中的T3较多，T3含碘量虽然仅为T4的3/4，但其生理活性却为T4的4～5倍。此时，机体虽不出现甲状腺功能低下症状，但由于血浆中甲状腺激素总量降低，反馈性地刺激垂体，使之分泌较多的TSH，而TSH不但促使缺碘的甲状腺进一步加强浓集碘等生理功能，而且还使甲状腺滤泡明显增生。本病早期的生理性肿大，即属这种代偿性质。

在生理情况下，甲状腺组织根据机体对甲状腺激素的需要程度不同，有着相应的增生与复原。在复原时，滤泡上皮细胞趋于扁平，泡腔扩大，充满胶质。在缺碘情况下，滤泡上皮增生更明显，随后的复原变化也特别明显。此外，由于碘化不足，常形成不正常的甲状腺球蛋白，堆积于滤泡腔内，不易水解分泌出去，而使多数滤泡胶质过度充盈，形成胶性甲状腺肿。弥漫型甲状腺肿主要属于这种性质。这种变化是可逆的。胶质极度充盈的滤泡互相融合，形成胶质性结节; 有的极度增生的滤泡形成增生性结节。