电离辐射可以导致人类甲状腺的不同改变，低剂量(10～1500rad)照射良性和恶性肿瘤发生率明显增加，而较大剂量照射甲状腺功能改变和甲状腺炎更常见，这些改变与射线的剂量和种类、暴露时间、个体差异如年龄、性别、遗传有关。甲状腺功能减退症是甲状腺直接照射损伤的最常见表现。甲状腺直接照射后可以产生多种甲状腺疾病，包括自身免疫性甲状腺炎、Graves病、甲状腺功能正常的Grayes突眼、类似无症状甲状腺炎的综合征、甲状腺囊肿、单发或多发良性结节、乳头状、滤泡状或混合状甲状腺癌。