甲状腺癌的发生是多种因素综合作用的结果。目前研究发现，大约有5%-10%的甲状腺癌与遗传因素相关，比如一些遗传性综合征会增加患甲状腺癌的风险，像多发性内分泌腺瘤病2型等。
一、放射性因素影响
辐射暴露史： 儿童时期如果接受过颈部的放射性照射，比如因某些疾病进行过颈部X线、CT等检查，或者是因癌症接受过颈部放疗，会显著增加甲状腺癌的发病风险。有研究表明，儿童期颈部辐射暴露后，甲状腺癌的发病风险比正常人群高很多。长期低剂量辐射： 日常生活中长期处于低剂量辐射环境，虽然单个因素导致甲状腺癌的概率相对较低，但也是甲状腺癌发生的潜在诱因之一。
二、碘摄入异常关联
碘缺乏地区： 在碘缺乏的地区，甲状腺癌尤其是乳头状甲状腺癌的发病率相对较高。因为碘是合成甲状腺激素的重要原料，碘缺乏会引起甲状腺滤泡增生肥大，长期下去可能增加癌变几率。碘过量情况： 长期摄入过量的碘，也可能对甲状腺细胞的代谢等产生影响，进而增加甲状腺癌的发病风险。比如一些沿海地区居民长期大量食用含碘丰富的海产品，若摄入碘过量就可能有一定关联。
三、其他相关因素
性别差异： 女性患甲状腺癌的几率明显高于男性，大约是男性的2-3倍。具体机制还不完全明确，但可能与女性的激素水平等多种因素有关，比如雌激素等可能对甲状腺细胞的生长等有一定影响。甲状腺疾病史： 本身患有某些良性甲状腺疾病，如结节性甲状腺肿、甲状腺腺瘤等，如果没有得到有效控制，长期发展也可能恶变成为甲状腺癌。例如结节性甲状腺肿病程较长的患者，发生癌变的风险会有所增加。