Etiologi kanker tiroid adalah akumulasi dari alterasi genetik dan epigenetik yang tidak dapat diperbaiki, yang mengakibatkan terjadinya proliferasi tak terkendali sel-sel tiroid. Mutasi genetik dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti paparan radiasi, konsumsi yodium yang kurang atau berlebihan, hingga obesitas.

Hingga saat ini, berbagai gen target mutasi penyebab kanker tiroid telah ditemukan. Gen yang paling sering mengalami mutasi adalah gen BRAF. Mutasi gen BRAF ditemukan pada 29-69% papillary thyroid cancer.

Alterasi genetik lain yang sering ditemukan pada kanker tiroid di antaranya gen RAS dan PPARG yang lebih sering ditemukan pada karsinoma tiroid folikuler, RET dan NTRK1 yang sering ditemukan pada karsinoma tiroid papiler, serta CTNNB1 dan TP53 yang paling sering ditemukan pada karsinoma tiroid anaplastik.[5-8]