甲状腺功能亢进可引发心脏的异常，称之为甲状腺功能亢进性心脏病(甲亢性心脏病)。但不少甲亢病人可同时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。有作者称感染可以是引起甲亢心脏病的一个诱因。
动物实验业已证明，甲状腺素可以引起鼠的心肌肥厚。在临床观察中，原来有甲亢性心脏病患者，在甲亢经过处理治愈以后，其中60%其心脏病未经特殊治疗也随甲亢的好转而缓解。甲亢心脏病可以是独立存在的，也可以是在原有其他病因所致心脏病的基础之上发生的，此时，甲亢仅仅是使原有心脏病的病情加剧的激发因素。甲状腺激素作用于全身，全身组织绝大多数都有甲状腺激素受体，而心肌细胞表面T3受体格外多，所以心脏对甲状腺激素特别敏感，过多的甲状腺激素直接刺激心肌细胞，引起心脏做功增多;其次甲状腺激素可以增强儿茶酚胺的作用，通过增心肌细胞膜表面肾上腺能受体数目、亲和力、cAMP活性和细胞内cAMP的代谢，并通过增加心血管肾上腺能受体的数目和兴奋性，增加对儿茶酚胺的敏感性，间接刺激心脏做功增多。
