甲狀腺癌約佔所有癌症的1%，在地方性結節性甲狀腺腫流行的地區，甲狀腺癌特別是低分化甲狀腺癌的發病率也很高。年齡調查的發病率多見於女性，男女之比為1：2.58。從年齡上看，從兒童到老年人都可以發生，但與一般癌症發生在老年人身上的特點不同，甲狀腺癌多發生在青壯年身上，其平均發病年齡為40歲左右。
各類甲狀腺癌的年齡分佈各不相同，其中乳頭狀癌分佈最廣，多發生於10歲以下兒童至100歲，濾泡狀癌發生於20-100歲，髓樣癌發生於40-80歲，而未分化癌發生於40-90歲。
甲狀腺癌的具體病因很難確定，但從流行病學調查、實驗性腫瘤研究和臨床觀察來看。
甲狀腺癌的發生可能與以下因素有關。
1.X射線對實驗大鼠甲狀腺的放射性損傷可促使動物甲狀腺癌的發生。實驗證明，131Ⅰ能使甲狀腺細胞的代謝發生變化，細胞核變形，甲狀腺素的合成大大減少。可見，輻射一方面使甲狀腺細胞異常分裂，導致癌變；另一方面，甲狀腺被破壞，不能產生內分泌激素，由此產生的大量促甲狀腺激素（TSH）的分泌也能促進甲狀腺細胞癌變。
在臨床實踐中，有許多事實將甲狀腺的發育與輻射的作用聯繫起來。特別是在嬰兒期因甲狀腺腫大或淋巴腺增生而接受上縱隔或頸部放射治療的兒童特別容易患甲狀腺癌，因為兒童和青少年的細胞增殖旺盛，而輻射是一種額外的刺激，使其容易形成腫瘤。在成人中，頸部放射治療後的甲狀腺癌不太常見。
2.攝入過多的碘和TSH或缺碘可引起甲狀腺的結構和功能變化。例如，在瑞士的流行地區，甲狀腺癌的發病率是柏林等非流行地區的20倍，即2‰。相反，高碘飲食也容易導致甲狀腺癌，冰島和日本這些碘攝入量最高的國家的甲狀腺癌檢出率比其他國家高。這可能與TSH刺激甲狀腺增生的因素有關。已有研究表明，長期的TSH刺激可導致甲狀腺增生、結節形成和癌症。
3、其他甲狀腺病變 臨床上有甲狀腺腺癌、慢性甲狀腺炎、結節性甲狀腺腫或某些毒性甲狀腺腫的報道，但這些甲狀腺病變與甲狀腺癌之間的關係尚不確定。甲狀腺腺瘤多數為濾泡狀，只有2-5%為乳頭狀；如果甲狀腺癌是由腺瘤轉化而來，多數應是濾泡狀，事實上一半以上的甲狀腺癌為乳頭狀，推測甲狀腺瘤癌的發生率也很小。
4.約5-10%的甲狀腺髓樣癌有明顯的家族史，且常與嗜鉻細胞瘤合併，故推測此類癌的發生可能與染色體遺傳因素有關。
