La più comune causa di tumore della tiroide è rappresentata da una significativa esposizione alle radiazioni di origine ambientale o da trattamenti medici a livello di testa e collo.
Dopo l'incidente nucleare di Chernobil l'incidenza di tumore della tiroide tra i bambini della Bielorussia e dell'Ucraina è stata 100 volte superiore rispetto al normale.
Un report del National Cancer Institute, pubblicato nel 1997, ha stimato che un certo numero di americani, vissuti nel periodo 1950-1960, saranno colpiti da tumore della tiroide a causa del fallout degli esperimenti nucleari.
In alcune forme tumorali è stato riscontrato un difetto genetico. Un'alterazione di un gene è la causa del maggior rischio di tumore midollare della tiroide.
(Xagena 2001)