Goitrogeeni, aine, joka estää kilpirauhashormonien (tyroksiini ja trijodityroniini) synteesiä ja vähentää siten näiden hormonien tuotantoa. Tämä esto aiheuttaa negatiivisen takaisinkytkennän kautta tyrotropiinin (kilpirauhasta stimuloivan hormonin) lisääntyneen tuotannon. Lisääntynyt tyrotropiini stimuloi sekä kilpirauhashormonien liiallista eritystä että kilpirauhassolujen liiallista kasvua, mikä aiheuttaa kilpirauhasen suurenemisen (struuma). Jotkin goitrogeenit (esim. tiosyanaatit) vähentävät tai estävät jodidin ottoa; toiset (esim, tiourea, tiurasiili) estävät peroksidaasijärjestelmää ja estävät siten jodin sitoutumisen tyreoglobuliiniin (suuri proteiini, joka pilkkoutuu kilpirauhashormonien muodostamiseksi ja joka varastoituu kilpirauhasen follikkeliin).
Goitrogeenit voivat myötävaikuttaa kilpirauhasen suurentumiseen henkilöillä, jotka kärsivät kroonisesta jodin puutteesta. Jotkin elintarvikkeet, kuten maniokki, hirssi, bataatti, tietyt pavut ja kaaliperheen jäsenet, sisältävät goitrogeeneja. Goitrogeenit voidaan tuhota kypsennyksellä, mutta ne voivat kuitenkin olla merkittävä tekijä henkilöille, joilla on samanaikainen jodin puute ja jotka käyttävät goitrogeenisiä elintarvikkeita ruokavalionsa peruselintarvikkeina.