在临床上，大多数的分化型甲状腺癌，比如乳头状腺癌和滤泡状癌的病因尚不明确，而甲状腺的髓样癌和未分化癌的致病因素也不是很清楚。有研究发现，有一些髓样癌有家族的遗传性，而有一部分甲状腺的未分化癌可能来自分化性乳头状腺癌和滤泡状癌。
如果长期暴露在放射线之下，患有甲状腺癌的几率就会明显的增高。而凡是能够促进甲状腺滤泡细胞生长的因素，包括甲状腺腺叶切除、碘缺乏和抗甲状腺药物等都是甲状腺癌的致病因子。此外，地方性甲状腺肿的存在与甲状腺癌也有一定的关系。