甲狀腺相關眼病的病理基礎是自身免疫性進程，可造成眼眶內部的軟組織水腫，導致至海綿竇的靜脈迴流障礙並轉而回流至面部循環。正反饋循環過程導致眶壓升高以及典型的眼病徵象。任何通過擴大眼眶骨性眶腔和/或減少眼眶脂肪的方式，以降低眶壓為目的的手術都是眼眶減壓手術。
眼眶減壓手術作為甲狀腺相關眼病的治療措施已經長達一個世紀。最初僅用於治療視力威脅型甲狀腺相關眼病，如難以藥物控制的視神經病變，或局部治療和/或簡單眼瞼手術無效的暴露性角膜炎。近年來，眼眶減壓手術的適應症逐漸擴展至毀容性眼球突出及相關征象。
急性視神經病變和暴露性角膜病的可能病因眼球半脫位、靜止期充血性甲狀腺相關眼病的體位性視物模糊、增大的眼外肌擠壓眼球造成的脈絡膜皺褶，都是近年來才認識到的眼眶減壓手術的功能性適應症。
甲狀腺相關眼病患者眼球突出，瞼裂增寬，眨眼頻率改變，眼瞼後退，眼瞼閉合不全，眼球上轉障礙和Bell現象缺乏，均可以造成乾眼症。在活動期，自身免疫性淚腺損害導致的淚液分泌減少同眼表損傷密切相關。另外的研究顯示，在一個很短的時期，甲狀腺相關眼病患者的淚腺分泌功能正常，眼球突出、眼瞼退縮和眼瞼閉合不全也跟眼表損害無關，眼表損害主要跟瞼裂增寬相關。瞼裂增寬可以造成眼表蒸發過強，導致淚膜滲透性增加，出現乾燥性角結膜炎類似的病理改變。
眼眶減壓手術，可以降低瞼裂寬度，大約50％的眼眶減壓手術患者出現上下瞼位置異常的改善。眼眶減壓手術對嚴重角膜損害的治療作用尚無定論。儘管大多數研究證實眼眶減壓手術可以改善暴露性角膜炎的症狀，但亦有眼眶減壓手術難以治癒的嚴重角膜潰瘍。
眼球半脫位是甲狀腺相關眼病的罕見併發症（0.1％），可以造成嚴重視力損害，需要專業的眼眶醫師進行儘早處置。眼球半脫位發生在甲狀腺相關眼病I型（脂肪增多型），不發生於II型（肌肉增粗型）。眼球半脫位會造成眼外肌伸展，針對視力威脅，眼眶骨壁減壓或/和眼眶脂肪減壓應該有效。
靜止期的充血性甲狀腺相關眼病，存在臨界的視神經灌注：血流剛剛能夠維持視神經功能。臨界灌注壓造成患者容易發生短暫的體位性低血壓，而出現反覆發作的視物模糊。糖尿病患者更容易發生體位性低血壓。眼眶減壓手術可以有效解決高眶壓造成的視神經血管窘迫，而中止體位性視物模糊。
甲狀腺相關眼病的嚴重併發症非常罕見，而不同程度的靜脈充血、斜視、眼瞼水腫和退縮、眼球突出、眶周痛及異物感等徵象則相對多見。眼眶減壓手術是治療靜止期穩定的毀容性改變和徵象的主要措施。眼眶減壓手術並不是必須開展的，只有當眼球突出度超出正常參考範圍時才是需要的。如果甲狀腺相關眼病患者擁有平坦的前額，合併罕見的眉骨高聳或顴骨高聳，或者患者本身眼窩深陷，即使是正常的眼球突出度，也會造成嚴重的外觀問題。因此，評估患者發病前的外觀照非常關鍵，可以儘可能保證患者能夠恢復發病前的正常外觀。
大部分眼眶減壓的甲狀腺相關眼病患者均有眼周壓迫感的明顯緩解。早在上世紀九十年代，有學者使用McGill疼痛問卷調查表和視力調查表，證實眼眶減壓手術可以顯著改善甲狀腺相關眼病的眼眶不適。
綜上所述，眼眶減壓手術的適應症包括：
1、視力威脅型甲狀腺相關眼病，如難以藥物控制的視神經病變，或局部治療和/或簡單眼瞼手術無效的暴露性角膜炎；
2、毀容性眼球突出及相關征象；
3、功能性適應症，如眼球半脫位、靜止期充血性甲狀腺相關眼病的體位性視物模糊、增大的眼外肌擠壓眼球造成的脈絡膜皺褶。
