Die toxische noduläre Struma ist das späte Ergebnis eines langsamen Wachstumsprozesses, bei dem neue Tochterfollikel aus den Mutterfollikeln einer normalen Schilddrüse entstehen. Da die normale Follikelhülle nicht von monoklonalen Epithelzellen, sondern von Zellen mit sehr unterschiedlicher funktioneller Ausstattung aufgebaut wird, können sich die durch die bevorzugte Vermehrung bestimmter, mit einem hohen Wachstumspotenzial ausgestatteter Mutterfollikelzellen erzeugten Tochterfollikel von den Mutterfollikeln unterscheiden. So können die Nachkommen von Follikeln einen höheren oder niedrigeren Jodstoffwechsel aufweisen als ihre Vorläuferfollikel. Einige der neu gebildeten Follikel haben einen hohen autonomen, d. h. TSH-unabhängigen Jodumsatz, während andere ein hohes autonomes Wachstumspotenzial haben. Der Grad der autonomen Funktion ist völlig unabhängig von dem des Wachstums. Im Verlauf der Kropfbildung können die neu gebildeten Follikel außerdem neue Formen der Ausprägung genetischer Funktionen erwerben. Solche neuen Eigenschaften, z. B. ein bestimmtes Wachstumsmuster, können vererbbar werden und werden dann von der Mutter an die Tochterzellen weitergegeben. Das Ergebnis ist das charakteristischste aller Merkmale der Knotenkröpfe, nämlich die Heterogenität von Struktur und Funktion zwischen zwei erkrankten Drüsen und sogar zwischen eng benachbarten Follikeln derselben Drüse. Sehr ungleiche intrinsische Replikationsraten zwischen verschiedenen Follikelzellen und eine ebenso unterschiedliche Unabhängigkeit von Wachstumsstimuli sind die Ursache für regionale Unterschiede im Kropfwachstum. Zusammen mit einem Netzwerk fibröser Narben, die eine ungehinderte Ausbreitung der wachsenden Follikelpopulation behindern, führt dies unweigerlich zu einem knotigen Wachstumsmuster des Kropfes. TSH ist sicherlich nicht für das Wachstum dieser Art von Struma verantwortlich. Stattdessen wurden in den letzten Jahren eine Reihe von Schilddrüsenwachstumsfaktoren entdeckt, darunter wachstumsstimulierende Immunglobuline, die denen bei der Basedow-Krankheit ähneln. Sobald die Zahl der Follikelzellen mit hohem intrinsischem Wachstumspotenzial unter dem Einfluss extrathyreoidaler Wachstumsstimuli groß genug geworden ist, kann das Kropfwachstum autonom und selbständig werden. Ob eine noduläre Struma zu einer Thyreotoxikose führt, hängt von der Anzahl der Follikel mit hohem intrinsischem Jodumsatz ab, die im Laufe der Strumaentstehung zufällig gebildet werden. Im Gegensatz zur Thyreotoxikose bei Morbus Basedow ist die Hyperthyreose bei der nodulären Struma eine sehr langsam fortschreitende, sich schleichend entwickelnde Komplikation.