促甲状腺激素升高可以是由于垂体本身的病变导致垂体分泌了过多的促甲状腺激素，也可以是下丘脑的病变，下丘脑的促甲状腺激素释放激素分泌增多作用于垂体，导致垂体的促甲状腺激素分泌增多。同样，如果甲状腺有病变，导致游离T3、游离T4分泌减少。而游离T3、游离T4对于促甲状腺激素的分泌是有抑制作用的，它的抑制作用减弱，促甲状腺激素也会分泌增加。