甲亢患者由于甲状腺激素分泌过多，激动交感神经系统，可引起心脏收缩力增强，心脏排血量增加，心脏频率增快，节律异常。患者可出现血压脉压增大、心动过速、心律失常等临床表现。
脉压是指动脉收缩压和舒张压之间的差值，正常人血压随年龄增大而升高，脉压一般维持在30~40mmHg范围内。甲亢患者由于心脏排血量增加，而外周血管扩张、阻力降低，可以导致动脉收缩压升高、舒张压正常或略下降，导致脉压增大，这也是甲亢的特征性表现之一。有些患者还可以出现水冲脉、毛细血管搏动征等周围血管征。
心动过速和心律失常是甲亢患者心血管系统早突出的临床表现。大多数患者表现为窦性心动过速，心率一般在100~120次/分，且心动过速呈持续性，即使在安静、睡眠或休息时，心率仍较快。甲亢患者心率的快慢与基础代谢率有关，基础代谢率越高时一般心率也越快。甲亢患者还可以表现为窦性心律不齐、房性早搏、阵发性或持续性心房纤颤，也可以出现室性早搏或交界性早搏，偶有房室传导阻滞发生。