Graves病主要是由遗传因素和自身免疫因素等共同作用引起的。遗传方面，有研究显示，大约15%的Graves病患者有家族史，亲属患病率比一般人群高很多。
遗传因素相关
基因易感性： 多个基因与Graves病的发生相关，比如人类白细胞抗原（HLA）基因区域的某些位点，携带特定HLA基因型的人群患Graves病的风险会升高。有研究发现，携带HLA - DR3、HLA - DR4等基因型的人，相对更容易患上Graves病。家族聚集性： 如果家族中有直系亲属患Graves病，那么其他家庭成员患病的概率比无家族史的人群高3 - 10倍左右。这表明遗传因素在Graves病的发病中起到了重要的基础作用。
自身免疫因素相关
自身抗体异常： 患者体内会产生一种叫做促甲状腺激素受体抗体（TRAb）的自身抗体。这种抗体可以刺激甲状腺细胞增生，并且促进甲状腺激素的合成和释放。TRAb分为刺激性抗体和阻断性抗体，在Graves病患者体内主要是刺激性的TRAb增多，它会持续刺激甲状腺，导致甲状腺功能亢进，出现怕热、多汗、心慌、手抖等一系列症状。免疫系统紊乱： 自身免疫系统错误地将甲状腺细胞的促甲状腺激素受体当作外来异物进行攻击，引发免疫反应。正常情况下，免疫系统能够识别自身组织和外来抗原，但在Graves病患者中，这种免疫识别功能出现异常，导致针对甲状腺的自身免疫反应持续存在，进而促使Graves病的发生发展。
环境因素相关
感染因素： 某些病毒感染可能会诱发Graves病。例如，柯萨奇病毒、腮腺炎病毒等感染后，可能会改变甲状腺细胞的抗原性，从而触发自身免疫反应。有研究发现，在Graves病患者中，发病前有病毒感染史的比例相对较高。精神应激： 长期的精神压力、焦虑、紧张等精神应激状态也可能诱发Graves病。精神应激会影响神经内分泌系统，进而影响免疫系统的功能，使得自身免疫反应更容易被激活，增加Graves病的发病风险。比如，长期处于高强度工作压力下的人群，患Graves病的几率可能会比压力较小的人群高一些。