目前研究认为甲状腺功能减退性心脏病的发生机制，是长期严重的甲状腺激素合成和分泌不足造成心脏功能的异常。
甲状腺激素不足使心肌细胞代谢降低，心肌细胞内的钠-钾-ATP酶活性降低，粘多糖清除障碍，细胞间粘蛋白和粘多糖沉积，心肌环化酶减少，使心肌细胞发生黏液性水肿，肌原纤维变性、破坏导致心肌代谢的降低，心脏收缩力减弱和心脏排血量的降低。同时，还可以引起心脏扩大和心肌的假性肥大。