甲状腺分泌的三碘甲腺原氨酸(T3)和四碘甲腺原氨酸(T4,也即甲状腺素)是碘化合物,由滤泡上皮细胞合成,这需要有足够的碘为前提。滤泡上皮细胞首先合成甲状腺球蛋白(en:thyroglobulin, Tg)并贮存于滤泡腔内。然后细胞会往滤泡腔内注入碘和一种甲状腺过氧化物酶(Thyroid peroxidase, TPO)。后者会催化甲状腺球蛋白上酪氨酸残基的碘化。甲状腺激素其实指的是三碘甲腺原氨酸和四碘甲腺原氨酸。
甲状腺受到垂体分泌的促甲状腺激素调节。在这种激素的作用下T3和T4会由上皮细跑从滤泡腔内通过胞吞作用吸收并释放入血。
这种重要的激素作用于差不多全部细胞并影响其新陈代谢。其作用可概括为加速脉搏,提高血压,血管舒张,提高体温。另外它是生长和分化过程中必不可少的激素。
滤泡旁细胞分泌降钙素。它会降低血液中钙水平,是调节钙代谢的激素。
在哺乳动物外的生物,甲状腺激素还有其他功能。如从蝌蚪到蛙的变态发育和鸟类的换毛,都需要甲状腺激素的参与。