毒性弥漫性甲状腺肿又称Graves病，其确切病因未完全明确，主要与遗传、自身免疫、环境因素相关。有遗传易感性，家族中有患者的亲属发病风险高，20-40岁多见且女性发病率远高于男性；机体免疫系统异常，产生刺激TSH受体的自身抗体致甲状腺功能亢进，长期精神压力大等及有自身免疫病病史者易发病；某些感染及碘摄入过量等环境因素可诱发具遗传易感性个体发病，沿海高碘地区有家族史者需注意碘摄入。
遗传因素
有一定的遗传易感性，研究发现某些基因位点的变异与毒性弥漫性甲状腺肿的发病相关。例如，人类白细胞抗原（HLA）系统中的某些等位基因与Graves病的易感性有关。家族中有Graves病患者的人群，其亲属发病风险高于普通人群。从年龄角度看，任何年龄段都可能发病，但以20-40岁人群多见，不同性别方面女性发病率明显高于男性，约为4-6:1，这可能与遗传背景在不同性别中的表达及其他因素共同作用有关。
自身免疫因素
机体免疫系统异常是发病的关键。患者体内产生了针对甲状腺细胞上促甲状腺激素受体（TSH受体）的自身抗体，即促甲状腺激素受体抗体（TRAb），其中包括刺激性的促甲状腺激素受体抗体（TSAb）。TSAb可与TSH受体结合，模拟TSH的作用，刺激甲状腺细胞增生和甲状腺激素合成与分泌增加，导致甲状腺功能亢进。生活方式方面，长期精神压力过大等可能影响免疫系统功能，进而增加自身免疫紊乱发生Graves病的风险；有自身免疫性疾病病史的人群，如自身免疫性Addison病等，发生Graves病的概率相对较高。
环境因素
某些环境因素可诱发具有遗传易感性的个体发病。例如，感染因素，如细菌、病毒等感染可能触发自身免疫反应。其中，耶尔森菌等感染可能与Graves病的发病有关。此外，碘摄入过量也是一个重要的环境因素，碘是合成甲状腺激素的原料，过量碘摄入可使甲状腺激素合成增加，对于有遗传易感性的个体，可能诱发毒性弥漫性甲状腺肿。不同生活环境中的碘含量差异较大，沿海地区居民若长期大量摄入含碘丰富的食物（如海带等），可能增加发病风险；而有甲状腺疾病家族史的人在高碘环境下更需注意碘的合理摄入。
