甲亢时甲状腺激素分泌过多，造成代谢亢进，机体耗氧量增加，产热过多，血流动力学随之发生明显改变以适应高代谢状态，可使皮肤毛细血管扩张，全身循环血容量可增加10%以上;血流速度加快，静脉回流量增加，因而心脏负荷量大大增加，心脏长期持续性负荷过重，功能和形态均发生异常改变，出现代偿性心脏肥大，最后导致心衰，主要是右心衰竭常见，原因是回心血量增多，肺动脉及右心室压力显著增加，加之右心室心肌储备能力较左心室差。
①心肌细胞膜内侧面有甲状腺素受体，甲状腺素可直接作用于心肌，加速心肌代谢和耗氧过程;增加心肌细胞钙的储存，使心肌纤维中磷酸根离子，肌酸，钙离子浓度增加，钾离子浓度降低，各种心肌纤维不应期缩短，兴奋阈降低，这是甲亢病人发生房颤和其他心律失常的一个原因，②心肌代谢过程改变，甲状腺激素可激活心肌细胞上ATP酶，使cAMP增加，激起类儿茶酚胺的作用，增加心脏β受体对儿茶酚胺的敏感性;对缺氧的敏感性升高，导致冠状动脉痉挛，短暂性栓塞及微循环障碍等，是造成心绞痛的主要因素，③甲状腺素的直接作用可使心脏活动加强即心率加快，心肌收缩力增强和心肌耗氧量增加，这在初期具有适应的意义，但由于心率持续地加速(包括在休息状态下)，心脏舒张期明显缩短，心肌恢复不完全，长期处于疲劳状态，使心肌对心肌缺氧敏感性增加，造成心肌收缩力减退，久之则心脏储备能力耗竭，可发生心力衰竭，④甲状腺激素作用于心肌，可引起一定的病理性改变，如心肌内可见到淋巴细胞与嗜酸性粒细胞浸润，脂肪浸润，纤维变性，甚至局灶性缺血坏死，称之为甲亢性心肌病，这些病理改变会造成甲亢性心脏病，尤其是心律失常或传导异常的原因之一。
患者有肾上腺素能和儿茶酚胺敏感性增加，可出现心动过速及心律失常等，而引起甲亢性心脏病的发生。
