硫脲类药物在甲亢治疗中的作用机制主要与抑制甲状腺激素的合成有关。这类药物能够进入甲状腺细胞内，通过干扰碘化物的有机化过程和酪氨酸的碘化，进而阻止甲状腺激素（主要是T3和T4）的正常合成。具体来说，它们可以抑制过氧化酶活性，这个酶在甲状腺激素合成过程中起着关键作用，负责将无机碘转化为有机形式，并促进其与甲状腺球蛋白上的酪氨酸残基结合形成MIT（单碘酪胺酸）和DIT（双碘酪胺酸），进而生成T3和T4。当过氧化酶活性被抑制时，上述过程受阻，导致新合成的甲状腺激素减少。
此外，硫脲类药物还具有一定的免疫调节作用，可以减轻自身免疫反应对甲状腺的影响，对于由自身免疫引起的部分甲亢患者来说，这也是其治疗效果的一部分原因。总之，通过这些机制，硫脲类药物能够有效控制甲亢症状，降低血液中循环的甲状腺激素水平。
