甲亢主要是由自身免疫、遗传和环境等因素引起。其中自身免疫因素较为常见，约80%的Graves病甲亢患者体内存在促甲状腺激素受体抗体（TRAb），它会刺激甲状腺过度分泌甲状腺激素。遗传方面，若家族中有甲亢患者，亲属患病风险比普通人高10% - 15%左右。环境因素也有影响，比如长期精神压力大、剧烈感染、过度劳累等，都可能诱发甲亢。
自身免疫因素相关
自身抗体作用： 人体免疫系统出错，产生了针对甲状腺的自身抗体。像促甲状腺激素受体抗体（TRAb），它能模拟促甲状腺激素的作用，持续刺激甲状腺细胞，让甲状腺不停合成和释放甲状腺激素，从而引发甲亢。例如在Graves病中，这种自身抗体的存在是导致甲亢的关键自身免疫因素。免疫系统异常机制： 正常情况下免疫系统能识别自身和外来物质，但自身免疫性疾病时，免疫系统攻击自身组织。在甲亢相关的自身免疫中，免疫系统错误地把甲状腺组织当作外来异物进行攻击，使得甲状腺功能紊乱，甲状腺激素分泌过量。
遗传因素相关
家族遗传倾向： 研究发现，如果家族中有亲属患甲亢，那么其他成员患甲亢的概率比没有家族史的人高。这是因为遗传基因会传递一些易患甲亢的特质，使得后代在面对相同环境等因素时，更容易引发甲状腺功能的异常。比如一个家庭中父母都患有甲亢，其子女患甲亢的几率比正常家庭高出10%左右。基因与发病关联： 某些特定的基因变异会增加患甲亢的风险。虽然具体的相关基因还在不断研究中，但已经发现一些基因与自身免疫反应在甲状腺部位的启动等过程有关联，从而使得携带这些基因变异的人更易患上甲亢。
环境因素相关
精神压力影响： 长期处于高压力状态下，人体的神经 - 内分泌系统会发生紊乱。比如长期精神紧张、焦虑等，会影响下丘脑 - 垂体 - 甲状腺轴的正常调节功能，导致促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素分泌异常，进而影响甲状腺激素的分泌，增加甲亢发病几率。有调查显示，长期精神压力大的人群，甲亢发病率比压力小的人群高20%左右。感染与劳累因素： 剧烈感染会使身体处于应激状态，身体的免疫反应等会发生改变，可能诱发甲亢。过度劳累会让身体免疫力下降，也可能干扰甲状腺的正常功能调节。例如一次严重的呼吸道感染后，有些人就出现了甲亢症状；长期过度劳累的人，甲状腺功能更容易出现紊乱。