甲减会引起甲状腺肿大，甲状腺是人体重要的内分泌腺体，甲状腺能够分泌甲状腺激素，机体通过下丘脑-腺垂体-甲状腺轴来调节甲状腺的分泌功能。
当各种原因引起血液中甲状腺激素浓度过低时，就会出现促甲状腺素也就是TSH增多。所以典型的原发性甲减的化验检查主要表现为TSH升高，T3、T4降低。
TSH的作用一方面，能够促进甲状腺分泌T3、T4，另一方面，能够促进甲状腺滤泡细胞增生导致甲状腺肿大，所以在过多TSH的刺激下，甲减患者会引起甲状腺肿大。当予以合理的左甲状腺素钠替代治疗以后，TSH水平下降，甲状腺肿大也会有所恢复。