因為缺碘后機體的甲狀腺激素合成不足，而合成甲狀腺激素時，碘是必須的原料。因此，若缺碘后甲狀腺激素合成不足，進而導致垂體前葉分泌促甲狀腺激素，此時甲狀腺激素抑制垂體分泌的作用減弱，進而導致甲狀腺腫大。即甲狀腺激素不足，而垂體得到的信號就是要甲狀腺多分泌。此時促甲狀腺激素刺激甲狀腺多分泌甲狀腺激素來滿足機體需求，但此時甲狀腺素的原料不足而垂體又讓甲狀腺多分泌。此時勢必會導致甲狀腺增生、肥大，進而代償性地多分泌激素。因此，缺碘會導致甲狀腺越來越大，或出現地方性甲狀腺腫。但若適當補充碘以后，機體合成甲狀腺激素水平足夠。此時甲狀腺激素可抑制垂體分泌促甲狀腺激素，進而緩解促甲狀腺激素對甲狀腺的刺激，此時甲狀腺會逐漸回縮。因此，若是缺碘造成的甲狀腺腫大，適當補碘以后很多患者的甲狀腺還可以回去。但若甲狀腺特別大或者形成明顯結節了，則不太好回縮。此外，缺碘導致甲狀腺腫大主要見于解放前，因為此時食鹽中沒有加碘。此時很多地方人由于碘攝入不夠，進而出現地方性甲狀腺腫。