甲状腺肿大且伴有疼痛，可能是以下原因引起：
1.亚急性甲状腺炎：
亚急性甲状腺炎是一种与病毒感染有关的自限性疾病，春秋季发病较多。发病前1-3周常有上呼吸道感染史，典型者整个病期可分为早期伴甲状腺功能亢进症、中期伴甲状腺功能减退症以及恢复期3个阶段。
早期：甲状腺区发生明显疼痛，可放射至耳部，吞咽时疼痛加重。同时，常有全身不适、乏力、肌肉疼痛，也可有发热，体温常＞38℃。
中期：当甲状腺腺泡内甲状腺激素由于感染破坏而发生耗竭，甲状腺实质细胞尚未修复前，血清甲状腺激素浓度可降至甲状腺功能减退水平，临床上也可转变为甲减期。
恢复期：症状渐好转，甲状腺肿或及结节渐消失，也有不少病例，遗留小结节以后缓慢吸收。如果治疗及时，患者可在数周至数月内完全恢复正常。
2.桥本甲状腺炎：
桥本甲状腺炎是一种以自身甲状腺组织为抗原的慢性自身免疫性疾病，于1912年由日本桥本策首次报告。
发展缓慢，病程较长，早期可无症状，当出现甲状腺肿时，病程平均已达2-4年。
常见症状为全身乏力，许多患者没有咽喉部不适感，10%～20%的患者有局部压迫感或甲状腺区的隐痛，偶尔有轻压痛。
甲状腺多为双侧对称性、弥漫性肿大，峡部及锥状叶常同时增大，也可单侧性肿大。甲状腺往往随病程发展而逐渐增大，但很少压迫颈部出现呼吸和吞咽困难。触诊时，甲状腺质地坚韧，表面可光滑或细沙粒状，也可呈大小不等的结节状，一般与周围组织无粘连，吞咽运动时可上下移动。
少数患者可伴有颈部淋巴结肿大，但质软。
3.甲状腺腺瘤：
甲状腺腺瘤是起源于甲状腺滤泡细胞的良性肿瘤，目前认为与放射性损伤、碘缺乏、性激素、遗传因素及基因突变等有关。
患者多为女性，年龄常在40岁以下。
多数患者无任何症状，往往是在无意间或体检时发现颈前区肿块，多为单发，呈圆形或椭圆形，质地稍硬，无压痛，表面光滑，边界清楚，随吞咽上下移动。
当腺瘤较大时，可能会因压迫气管、食管或神经而导致相应的症状，如呼吸困难、吞咽困难、声音嘶哑等；当瘤内发生出血时，肿块可在短期内迅速增大，局部出现胀痛。
4.甲状腺癌：
除了与遗传因素有关外，碘缺乏、放射线照射、促甲状腺激素过度刺激、性激素的作用、生甲状腺肿物质等因素也可能与甲状腺癌的发生有关。
早期多无症状，颈部肿块往往为非对称性硬块，甲状腺结节肿块可逐渐增大，随吞咽上下活动，并可侵犯气管而固定，肿块易较早产生压迫症状，如伴有声音嘶哑，呼吸不畅，吞咽困难，或局部压痛等压迫症状，颈静脉受压时，可出现患侧静脉怒张与面部水肿等体征。
甲状腺癌晚期当肿瘤侵犯周围组织器官时，可引起相应的症状，如侵犯喉返神经可导致声音嘶哑，侵犯食管可导致吞咽困难，侵犯气管可导致呼吸困难，侵犯颈丛可导致耳、枕、肩部牵涉性疼痛。
需要注意的是，以上只是一些可能的原因，具体情况需要结合患者的具体症状、体征、实验室检查和影像学检查等进行综合分析。如果出现甲状腺肿大且伴有疼痛，建议及时就医，以便明确诊断并采取相应的治疗措施。