甲状腺是人体内最大的内分泌腺，腺泡上皮细胞是甲状腺激素合成与释放的部位。腺泡腔内充满腺泡上皮细胞的分泌物——胶质，其主要成分是含有甲状腺激素的甲状腺球蛋白，在甲状腺腺泡之间和腺泡上皮之间有滤泡旁细胞，又称c细胞，可分泌降钙素。
一、甲状腺激素的生物学作用
甲状腺激素的主要生理作用是促进物质与能量代谢，促进生长及发育等过程。
(1)对生长发育的作用：影响长骨和中枢神经的发育，婴幼儿缺乏甲状腺激素患呆小病。
(2)对机体代谢的影响：
①提高基础代谢率，增加产热量。
②对三大营养物质的代谢既有合成作用又有分解作用，剂量大时主要表现出分解作用。甲状腺机能低下时蛋白质合成水平低下会出现粘液性水肿。
③提高中枢神经系统及交感神经兴奋性，故甲亢患者表现为易激动、烦躁不安、多言等症状。
(3)对心血管系统的作用：使心率增快，心肌收缩力增强。
二、甲状腺激素分泌的调节
甲状腺功能主要受下丘脑与腺垂体激素的调节，构成了下丘脑—垂体—甲状腺轴。此外，还存在—定程度的自身调节和自主神经的影响。
(一)下丘脑—腺垂体—甲状腺轴的调节下丘脑TRH神经元释放的TRH，经垂体门脉系统作用于腺垂体，促进TSH的合成和释放。TSH是调节甲状腺功能活动的主要激素，其作用包括两个方面，—是促进甲状腺激素的合成与释放，使血中T3、T4增多;另一方面是促进甲状腺细胞增生、腺体肥大。下丘脑TRH神经元还接受神经系统其它部位传来的信息，把其他环境因素与TRH神经元的活动联系起来。
(二)甲状腺激素的反馈调节血中游离的T3、T4浓度改变，对腺垂体TSH的分泌起着经常性反馈调节作用。
(三)自身调节在没有神经和体液因素影响的情况下，甲状腺具有适应碘的供应变化而调节碘的摄取与合成甲状腺激素的能力，称为甲状腺的自身调节。
(四)自主神经对甲状腺激素分泌的影响甲状腺腺泡细胞膜上存在a、β受体和M受体，说明甲状腺组织受自主神经支配，肾上腺素能纤维兴奋可促进甲状腺激素合成与释放;而胆碱能纤维兴奋则抑制甲状腺激素的分泌。此外，某些激素也可影响腺垂体TSH的分泌，雌激素能增加腺垂体细胞上的TRH受体数量，使TSH分泌增多。糖皮质激素和生长素则抑制腺垂体TSH的分泌。