放射性的甲状腺炎是由核素放射、外照射或放射性碘引起的，常见于甲亢、应用大剂量的碘131之后，属于暂时的一个表现。
早期甲状腺水肿炎症细胞浸润、滤泡崩解、胶质溢出。长期放射，可见间质纤维化、纤维组织大片的增生。可使甲状腺体积变小，称为放射后纤维化。血管壁增厚、血管壁纤维素样变，可有血栓形成，可见甲状腺上皮细胞和深染、大小不一，或有巨细胞。
在不同的腺泡，或同一腺泡的不同细胞的形态可以正常，也可为高色性。这种核异型或形态学的改变，需要和甲状腺癌相鉴别。这些细胞核的不正常，可存在数周至数年之久。