甲状腺功能亢进症如果没有得到良好控制，可能会引发多种并发症。其中，甲状腺危象是较为严重的一种，发生率约为1%左右，多发生于病情严重且未适当治疗的患者，常表现为高热、大汗、心动过速等，若不及时处理，死亡率较高。
心血管系统并发症
心脏扩大与心力衰竭： 长期甲亢会使心脏负担加重，约有5% - 10%的甲亢患者会出现心脏扩大，进而引发心力衰竭。这是因为甲状腺激素过多会增加心脏的收缩力和心率，长期下去心肌受损，心功能逐渐下降。心律失常： 常见的有心房颤动，约15% - 20%的甲亢患者会发生心房颤动。甲状腺激素过多会影响心脏的电生理活动，导致心跳节律紊乱。
骨骼肌肉系统并发症
周期性瘫痪： 多见于亚洲年轻男性甲亢患者，发作时表现为双下肢或四肢无力，严重时可累及呼吸肌。发作时血钾水平降低，补钾后症状可缓解，但容易反复发作。甲亢性肌病： 可分为急性、慢性和重症肌无力样型等。慢性甲亢性肌病较为常见，主要表现为进行性肌肉无力，以肩带肌、骨盆带肌受累为主，患者上楼、蹲起等动作困难。
精神神经系统并发症
甲亢性精神病： 患者会出现精神异常，如躁狂、抑郁、幻觉等症状，可能与甲状腺激素对神经系统的长期影响有关，导致神经功能紊乱。胫前黏液性水肿： 多见于小腿前侧，皮肤增厚、变粗，有大小不等的结节状或斑块状改变，一般认为与自身免疫因素有关，是甲亢比较特殊的一种皮肤表现。
其他并发症
眼部并发症： 浸润性突眼较为常见，约占5% - 10%，患者会出现眼球突出、眼裂增宽、眼部胀痛、复视等症状，严重时可导致视力下降甚至失明；非浸润性突眼相对较轻，主要表现为眼裂增宽、凝视等。消化系统并发症： 可能出现消瘦、腹泻等情况，由于甲状腺激素过多加速了机体的代谢，胃肠道蠕动加快，营养物质吸收不良，导致患者体重下降明显，大便次数增多。