(一)發病原因
正常的甲狀舌管位于舌骨之前，管徑1～2mm，與舌骨前面緊密相連，不能分離。其發生始于胚胎第4周，在原始咽底壁正中線相當于第2、3對鰓弓的平面上，上皮細胞增生，形成一伸向尾側的盲管，即甲狀腺原基，稱甲狀舌管。甲狀舌管沿頸部正中線下降，直至未來氣管的前方，末端向兩側膨大，形成甲狀腺的左右兩個側葉。在正常情況下，到胚胎第6周，甲狀舌管開始萎縮退化。甲狀舌管的上段退化消失后，其起始段的開口仍殘留一淺凹，稱盲孔。如果由于某種原因，第10周后甲狀舌管沒有消失或退化不全，殘留管狀結構部分因上皮分泌物積聚其中可形成囊腫，是為甲狀舌管囊腫。囊腫可繼發感染并形成瘺，則為甲狀舌管瘺。瘺管有3種形態：完全性瘺管，由盲孔直達頸部皮外;內盲管，開口于盲孔;外盲管，開口于頸部皮膚。
(二)發病機制
甲狀舌管囊腫發生在頸部正中線，可在舌盲孔至胸骨切跡間的任何部位發生，但以舌骨附近最為常見，多位于甲狀腺和舌骨之間。舌骨平面以上的囊腫多位于中線，舌骨平面以下者可居中線或偏向一側，以偏左為多。甲狀舌管囊腫常有完整的包膜，囊壁薄，外為纖維組織包繞，內襯有假復層纖毛柱狀上皮、扁平上皮、復層鱗狀上皮等上皮細胞。上皮內有豐富的淋巴組織，合并感染者可有炎癥細胞：囊壁內可有甲狀腺組織。囊內容物多為黏液樣或膠凍樣物質，其內含有蛋白質、膽固醇等。本病也可發生癌變，1915年Ucherman首先描述了甲狀舌管囊腫癌變，至今文獻報道已超過150例，大部分為乳頭狀癌，也有濾泡狀癌、鱗癌等。但關于其來源仍有爭議，有人認為是隱匿性甲狀腺癌擴散而來，也有人認為是起源于甲狀舌管囊腫壁內的異位甲狀腺組織。