毒性弥漫性甲状腺肿可引发多种疾病。据临床统计，约90%的患者会出现甲状腺功能亢进相关表现。
心血管系统相关疾病
心律失常：毒性弥漫性甲状腺肿患者易出现心律失常，其中以心房颤动较为常见。甲状腺激素过多会影响心脏电生理活动，导致心跳节律异常。心力衰竭：长期甲状腺功能亢进未得到有效控制的患者，发生心力衰竭的风险增加。甲状腺激素会增加心脏的负担，使心脏功能受损，进而引发心力衰竭。
骨骼肌肉系统疾病
周期性瘫痪：多见于亚洲男性患者，发作时表现为四肢无力、瘫痪。通常在剧烈运动、高碳水化合物饮食后诱发，是因为甲状腺激素影响了钾离子代谢，导致血钾降低而出现肌肉瘫痪症状。近端肌肉无力：患者会感觉四肢近端肌肉无力，比如上下楼梯困难、抬手困难等。这是由于甲状腺激素对肌肉代谢产生影响，使得肌肉力量下降。
眼部病变
单纯性突眼：约有25% - 50%的患者会出现单纯性突眼，表现为眼裂增宽、瞬目减少等。主要是由于交感神经兴奋，眼外肌及上睑肌张力增高所致。浸润性突眼：约5%的患者会出现浸润性突眼，病情相对严重，可出现眼球突出明显、眼内异物感、怕光、流泪、视力下降等症状。这是因为眼眶后组织淋巴细胞浸润、水肿等导致眼球后组织体积增加，压迫眼球。
精神神经系统疾病
焦虑、失眠：患者常常会出现情绪焦虑、难以入睡或睡眠浅等情况。甲状腺激素过多会影响神经系统的兴奋性，导致精神方面的异常表现。震颤：部分患者会有双手细微震颤的症状，像拿东西时手会不自主地抖动。这与甲状腺激素对神经肌肉的兴奋作用有关。