甲狀腺功能亢進癥可導致心臟擴大，心肌肥厚。顯微鏡下發現心肌間質水腫，間質纖維化，可見到小灶狀心肌變性和壞死，伴有替代性纖維肉芽組織，無或僅有少量炎細胞浸潤。上述病理形態學改變較輕。動物實驗發現，給予大量甲狀腺激素之后，可導致心肌細胞肥大、變性，間質纖維化，少量淋巴細胞浸潤。電鏡下發現線粒體改變，肌漿網擴張等。
