Nguyên nhân do vi khuẩn hoặc virus xâm nhập xâm nhập từ vùng lân cận: viêm hầu họng, nhiễm trùng vùng đầu cổ, qua đường máu... Một số trường hợp viêm nhiễm hiếm có thể đưa đến áp xe lạnh như: giang mai, lao, nấm.

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng viêm tuyến giáp mủ trong đó vi trùng gây bệnh viêm tuyến giáp mủ thường gặp là Streptococcus, Staphylococcus, Pneumococcus, Salmonella, Klebsiella, Bacteroides, cũng có thể gặp Pallidum, Pasteurella, Multocida, Porphyromonas, Eikenella và lao.

 Mầm bệnh có thể đến tuyến giáp bằng đường máu, bạch huyết hoặc trực tiếp từ ổ ‎nhiễm khuẩn lân cận hay vết thương.

 Ngoài ra viêm tuyến giáp mủ cũng có thể do các loại nấm như: Coccidioides immitis, Aspergillus, Actinomycosis, Blastomycosis, Candida albicans, Nocardia, Actinobacter baumanii, Cryptococcus và Pneumocystis. Các loại sau thường gặp trên các đối tượng suy giảm miễn dịch như AIDS, ung thư. ‎Áp xe tuyến giáp cũng có thể gặp trong bối cảnh bệnh ác tính kèm thông lỗ rò.
‎
 Viêm tuyến giáp mủ do Clostridium perfringens và Clostridium septicum dường như luôn luôn đi liền với ung thư đại tràng, ngoài ra cũng đã gặp các trường hợp viêm tuyến giáp mủ do ung thư vú di căn.

 Cơ chế bệnh sinh viêm tuyến giáp mủ là sau khi vi khuẩn hoặc virus xâm nhập vào tuyến giáp gây ra quá trình viêm lan tỏa trong nhu mô tuyến và tổ chức liên kết. Tuyến giáp sưng to, phù nề do các hiện tượng sung huyết, xâm nhập bạch cầu đa nhân trung tính vào nhu mô tuyến giáp, nhiều nơi làm mủ, hoại tử.

 ‎‎‎‎Viêm mủ gây phá hủy các tổ chức xơ, sợi, tổ chức liên kết, thoái hóa trong dẫn đến giảm nhu mô và chức năng của tuyến giáp.