一、发病原因
①合成甲状腺激素原料(碘)的缺乏;
这是引起单纯性甲状腺肿的主要原因，在我国离海较远的山区，如云贵高原和陕西、山西、宁夏等地，由于山区中土壤碘盐被冲洗流失，以至食物及饮水中含碘不足，故得此病者较多，又称为“地方性甲状腺肿”。在缺乏原料“碘”，而甲状腺功能仍需维持正常需要的情况下，垂体前叶促甲状腺激素的分泌就增加，因而促使甲状腺发生代偿性肿大。
②甲状腺激素的需要量增加：
在青春期、妊娠期、哺乳期和绝经期、身体的代谢旺盛、甲状腺激素的需要量增加，引起长时期的促甲状腺激素的过多分泌，亦能促使甲状腺肿大。这种肿大是一种生理现象，常在成人或妊娠哺乳期后自行缩小。
③甲状腺激素生物合成和分泌的障碍，
部分单纯性甲状腺肿的发生是由于腺激素生物合成和分泌过程中某一环节的障碍，如至甲状腺肿物质中的过氧酸盐、硫氧酸盐、硝酸盐等可妨碍甲状腺摄取无机碘化物：磺胺类药、硫脲类药以及含有硫脲类的蔬菜(萝卜、白菜)能阻止甲状腺激素的合成。由此而引起血中甲状腺激素的减少。因此，也就增强了垂体前叶促甲状腺激素的分泌，促使甲状腺肿大。同样，隐性遗传的先天缺陷如过氧化酶或蛋白水解酶等的缺乏，也能造成甲状腺激素生物合成或分泌障碍，而引起甲状腺肿。
二、发病机制
近年来对单纯性甲状腺肿的发生机制增加新认识，即在这种病人中可能存在着一种甲状腺生长免疫球蛋白(TCI)，它具有TSH样刺激甲状腺生长作用，但又没有TSH或IgG样能促进甲状腺功能变异的作用，因此，患者都无甲亢。这种自身免疫机制所致的单纯性甲状腺肿患者及其亲属中可有其他自身免疫性疾病存在。当甲状腺肿过大做手术次全切除术后，其甲状腺肿易复发，临床上有发现，而详细机制有待研究。
Catz报告结节性甲状腺肿病人中，约21.7%可伴有桥本病。天津医科大学报告552例结节性甲状腺肿病理资料中，可有45例伴有不同程度的甲状腺炎(8.2%)，其中弥漫性炎症14例，灶性炎症30例，肉芽肿性炎症1例，比地方性甲状腺肿并发甲状腺炎明显增高。这种结节性甲状腺肿可能具有细胞免疫作用或是甲状腺自主性调节的结果。单纯性弥漫性甲状腺肿患者的血清TSH与无甲状腺肿者没有显著性差异，说明弥漫性甲状腺肿大并不依靠血清TSH水平的升高。结节性甲状腺肿的血清TSH较弥漫性和无肿大者为低，说明结节性甲状腺肿的甲状腺功能是属于自主调节的。下丘脑-垂体-甲状腺轴功能研究发现，TRH兴奋试验有61%，其TSH反应低于正常，甲状腺功能T3、T4为正常水平，少数患者的T3、T4水平可有增高或稍低。
