胸內甲狀腺腫其實分為兩類。一類是位于縱膈內而與頸部甲狀腺沒有聯系的先天性迷走甲狀腺腫,血供來源于胸腔內動脈,比較罕見。另一類是最常見的繼發性胸骨后甲狀腺腫,它起源于頸部的甲狀腺腫,由于腫大的甲狀腺自身重力和胸廓入口以下胸腔負壓的吸引,所以會沿著頸部筋膜向下墜入胸膜腔。血供主要是來源于甲狀腺上或下動脈。
胸骨后甲狀腺腫位于前上縱隔或者是后上縱隔,胸部x線可以見到上縱隔陰影增寬或者是前上縱隔橢圓形陰影,上緣和頸部相連,氣管移向對側和受壓變窄。透視下腫塊陰影可以隨著吞咽動作而做上下移動,部分病理的腫塊可有鈣化影。