При аутоиммунном тиреоидите в щитовидной железе возникает иммунное воспаление с первоначальным возбуждением её функции и явлениями тиреотоксикоза, а в последующем - подавлением функции и развитием стойкого гипотиреоза. Возможно развитие и послеродового аутоиммунного тиреоидита. В механизме возникновения диффузного токсического зоба также чётко прослеживаются аутоиммунные причины: в плазме находятся циркулирующие аутоантитела к трём антигенам щитовидной железы - тиреоглобулину, пероксидазе и тиреотропному гормону. Увеличение размеров и функций щитовидной железы обусловлены раздражающим и стимулирующим воздействием этих аутоантител на синтез тиреоидных гормонов.

Тиреотоксикоз поддаётся медикаментозному лечению, однако иногда развивается побочное явление - лейкопения, которая препятствует продолжению курса, а если больной готовится к операции - струмэктомии, то последняя откладывается на неопределённый срок, что создаёт тупиковую ситуацию. Плазмаферез при тиреотоксикозе способствует улучшению состояния больных, уменьшению слабости, потливости, сердцебиения, тремора, возбудимости, на фоне нормализации уровней гормонов Т₄ и ТТГ. Плазмаферез применяется и для купирования острых тиреотоксических кризов после операции резекции щитовидной железы.

В ещё большей степени это относится к аутоиммунному тиреоидиту, при котором плазмаферез способен приостановить процесс на начальной фазе гиперфункции щитовидной железы и не допустить её органических нарушений со стойким гипотиреозом, микседемой и выраженными психическими расстройствами, требующими приёма гормона щитовидной железы (тиреоидина) на протяжении оставшейся жизни. Сразу после курса плазмафереза отмечается выраженное снижение количества (титра) антител к тиреоглобулину, а уровни ТТГ и Т₄ нормализуется через 1 - 4 месяца. Плазмаферез здесь более показан, чем заместительное лечение тиреоидином, хотя и не исключает его.

Инсулинзависимый сахарный диабет (1 типа) по современным представлениям является хроническим аутоиммунным заболеванием с довольно продолжительным доклиническим продромальным периодом (периодом, когда больной ещё не ощущает признаков заболевания). В течение этой фазы (от месяцев до нескольких лет) он характеризуется волнообразно повторяющимися аутоиммунными "атаками" с разрушением и нарастающим уменьшением массы клеток поджелудочной железы, которые вырабатывают гормон инсулин. Аутоиммунная природа заболевания оправдывает профилактическое применение плазмафереза для предотвращения дальнейшего поражения инсулярного аппарата. Плазмаферез показан и у больных с развёрнутой картиной заболевания для предотвращения ряда вторичных осложнений диабета (диабетическая ретинопатия, приводящая к слепоте, "диабетическая" гангрена, атеросклероз, диабетическая нефропатия (нарушение работы почек), диабетическая нейропатия). Плазмаферез является единственным способом коррекции этих осложнений - он ликвидирует вторичные расстройства обмена веществ. Плазмаферез при сахарном диабете приводит к уменьшению жажды, полиурии, кожного зуда, снижению уровня сахара, повышению чувствительности больного к лечению инсулином. Также эффективно использование плазмафереза для лечения Аддисоновой болезни и идиопатического гипопаратиреоза.