甲状腺功能亢进可引起心脏的异常，称为甲亢性心脏病，在甲亢治疗后，60％甲亢性心脏病会明显缓解。甲亢性心脏病可以独立存在，也可以在原有其他病因所致的心脏病基础上发生。不少甲亢病人伴有原来已经存在的心脏病，如动脉硬化性心脏病、高血压性心脏病、风湿性心脏病以及先天性心脏病等。此时甲亢仅仅是使原有心脏病的病情加剧的激发因素，感染是可引起甲亢性心脏病的一个诱因。
甲亢性心律失常最常见，包括窦性心动过速、房性期前收缩、阵发性心动过速，其中最常见为房颤，5-15%甲亢患者并发房颤。甲亢可以引起心脏增大，高动力循环状态，T3、T4升高引起显著的血流动力改变，表现为外周组织及心肌耗氧增多，心脏长期容量负荷过重，致心脏扩大。
甲亢可以引起心衰，RAAS激活可导致心肌肥大和血容量增加，以右心衰多见，也可发生左心衰。甲亢性心脏病心绞痛较少，多为冠状动脉供血不足，以胸前或胸部沉重感多见。甲亢患者若胸痛、气短或极度忧虑等神经精神症状突出，尤其心前区咯喇音，应高度怀疑二尖瓣脱垂的存在。
