甲状腺有两种主要的细胞类型：滤泡状细胞和C细胞。它们之间的区别非常重要，因为各自可以产生不同类型的肿瘤。乳头状癌和滤泡状癌源自滤泡状细胞。它们占甲状腺癌的大多数 (大约 95%），其通常可以通过手术完整切除，一般预后很好。髓样癌大约占甲状腺癌的 4%，它们源自甲状腺的C细胞。与乳头状癌和滤泡状癌相比，髓样癌一般更具侵袭性、更难治疗。
甲状腺癌最少见的类型是未分化癌 (大约占 1%)，它的预后情况非常差。甲状腺未分化癌被发现时通常已经发生转移且大多数人难以治愈 (甲状腺未分化癌患者很少能生存下来)。
什么原因导致了甲状腺癌呢？正常细胞进行着有序的生长、分裂、死亡。这个过程是由遗传物质 (DNA) 所控制。当 DNA 被破坏或者发生改变时，一种可能的结果是细胞出现失控的生长但不死亡，最终累积形成肿瘤。在甲状腺癌病人中，DNA 破坏的发生大部分可能是因为暴露于辐射等环境污染物、或者因为自然的衰老；而其中的髓样癌则是因为遗传性的原因。
- 辐射： 如果您曾经暴露于辐射 (来自于放射治疗、原子弹试验、核电站事故等)，您得甲状腺癌的风险会增大，但是它有可能在暴露后数十年才发生。得甲状腺癌的最大风险是暴露于碘131 (自然产生的一种碘的放射性同位素)。碘131对甲状腺仍处于发育中的儿童尤其有害。
- 遗传性的原因： 家族性甲状腺髓样癌的发生是因为控制细胞生长的 RET 基因发生了突变。这种突变具有遗传性。如果父亲或母亲有这种变异的 RET 基因，孩子就有 50% 的遗传几率。大多数有 RET 基因突变的人最终都会出现甲状腺髓样癌。现在可以通过基因检测来判断一个人是否有这种基因突变。
