甲亢周期性麻痹主要与钾代谢异常、神经肌肉兴奋性改变及其他因素相关。钾代谢异常包括细胞内钾离子转移增多、钾离子排出增加；神经肌肉兴奋性改变有甲状腺激素对神经肌肉的直接作用致其兴奋性降低、影响肌肉能量代谢；其他因素涉及年龄（多见于20-40岁青壮年男性）、性别（男性发病率高）、生活方式（高碳水化合物饮食、剧烈运动易诱发）、病史（未有效控制甲亢病史者易反复发生）等。
一、钾代谢异常
1.细胞内钾离子转移
甲状腺激素过多会使细胞膜上的钠-钾-ATP酶活性增强，该酶能促进细胞外钾离子向细胞内转移。甲亢患者体内甲状腺激素水平升高，导致钠-钾-ATP酶活性显著增加，大量钾离子进入细胞内，使血清钾浓度降低，从而引发周期性麻痹。有研究表明，甲亢患者血清钾水平明显低于正常人群，且血清钾水平的降低程度与甲亢病情的严重程度有一定相关性，病情越重，血清钾降低越明显。
甲状腺激素还可刺激胰岛素分泌，胰岛素能促进细胞对葡萄糖的摄取和利用，在葡萄糖进入细胞的过程中，常伴有钾离子的内流，这也会进一步促使血钾向细胞内转移，加重血钾降低的情况。
2.钾离子排出增加
甲亢患者代谢率增高，尿量增多，肾脏排钾相应增加。同时，甲状腺激素可影响肾小管对钾的重吸收功能，使得钾离子从尿液中排出增多，从而导致血钾降低，增加了周期性麻痹发生的风险。
二、神经肌肉兴奋性改变
1.对神经肌肉的直接作用
甲状腺激素过多会影响神经肌肉的兴奋性。甲亢时，高浓度的甲状腺激素可使神经肌肉接头处的传递功能发生改变，导致神经肌肉兴奋性降低。正常情况下，神经冲动传导至神经末梢时，会引起乙酰胆碱释放，与肌膜上的受体结合，引发肌肉收缩。而甲亢时，这种神经肌肉接头处的正常传递受到干扰，肌肉的兴奋性下降，容易出现无力甚至麻痹的情况。
甲状腺激素还可影响肌肉细胞内的能量代谢，甲亢患者肌肉细胞内三磷酸腺苷（ATP）生成减少，能量供应不足，影响肌肉的正常收缩功能，也是导致周期性麻痹的一个因素。例如，研究发现甲亢周期性麻痹患者肌肉组织中ATP含量低于正常对照人群，肌肉收缩所需的能量供应障碍进一步加重了肌肉无力的表现。
三、其他因素
1.年龄与性别因素
年龄：多见于20-40岁的青壮年男性，这可能与该年龄段男性的激素水平特点以及身体代谢状况等有关。青少年和老年人相对较少发生，青少年由于身体处于生长发育阶段，激素调节相对稳定，老年人则可能由于身体机能衰退，甲状腺激素对钾代谢等的影响方式与青壮年有所不同。
性别：男性发病率明显高于女性，可能与男性的激素水平（如雄激素等）对甲状腺激素引起的钾代谢等方面的调节作用不同有关。女性体内的雌激素等激素可能在一定程度上对钾代谢有保护作用，而男性缺乏这种保护作用，使得男性更容易因甲亢出现周期性麻痹。
2.生活方式因素
高碳水化合物饮食：大量摄入高碳水化合物食物后，会促使胰岛素分泌增加，进而促进钾离子向细胞内转移，若本身患有甲亢，这种钾离子转移会更加明显，增加了周期性麻痹发作的风险。例如，长期大量食用甜食、精制谷物等富含碳水化合物的食物的甲亢患者，较饮食结构相对均衡的患者更易出现周期性麻痹症状。
剧烈运动：剧烈运动后，身体出汗增多，钾离子可随汗液丢失，同时运动后肌肉细胞代谢加快，也会促使钾离子向细胞内转移，对于甲亢患者来说，本身就存在钾代谢异常的基础，剧烈运动更容易诱发周期性麻痹。有研究显示，甲亢患者在剧烈运动后发生周期性麻痹的概率明显高于非甲亢人群。
3.病史因素
有甲亢病史且未得到有效控制的患者，甲状腺激素持续处于较高水平，钾代谢异常等情况持续存在，更容易反复发生周期性麻痹。而经过规范治疗，甲状腺功能得到良好控制的甲亢患者，周期性麻痹的发生风险会显著降低。例如，经过抗甲状腺药物治疗后甲状腺功能恢复正常的患者，其周期性麻痹的发作频率明显减少。
