สาเหตุของโรคมะเร็งต่อมไทรอยด์ ยังไม่ทราบสาเหตุที่ชัดเจน ซึ่งสามารถแบ่งปัจจัยของการเกิดโรคได้ 3 ปัจจัยใหญ่ คือ กรรมพันธุ์ สิ่งแวดล้อม และการรับประทานอาหาร โดยรายละเอียด ดังนี้