在垂體促甲狀腺激素刺激下，經(jīng)過一系列變化，T₃、T₄被甲狀腺上皮細胞分泌、釋放入血液。血液中大于99%的T₃、T₄和血漿蛋白結合，其中，主要和甲狀腺素結合球蛋白結合，此外還有少量和前白蛋白、白蛋白結合。只有約占血漿中總量0.4%的T₃和0.04%的T₄為游離的，而只有游離的T₃、T₄才能進入靶細胞發(fā)揮作用。和蛋白結合的部分則對游離的T₃、T₄起調(diào)節(jié)、穩(wěn)定的作用。

　　甲狀腺激素的代謝包括脫碘、脫氨基或羧基、結合反應，其中，以脫碘反應為主。該反應受肝、腎及其他醫(yī)|學教育網(wǎng)搜集整理組織中特異的脫碘酶催化。少量T₃、T₄及其代謝產(chǎn)物可通過尿及膽汁排出。

　　甲狀腺激素的合成與分泌主要受下丘腦-垂體-甲狀腺軸的調(diào)節(jié)。血液中游離T₃、T₄水平的波動，負反饋地引起下丘腦釋放促甲狀腺激素釋放激素（TRH）和垂體釋放促甲狀腺激素（TSH）的增加或減少。TRH的主要作用是促進垂體合成和釋放TSH.TSH刺激甲狀腺細胞增生和甲狀腺球蛋白合成，并對甲狀腺激素合成中，從碘的攝取到釋放的各過程均有促進作用。在上述作用中，醫(yī)|學教育網(wǎng)搜集整理血液中游離T₃、T₄水平對垂體釋放TSH的負反饋調(diào)控最重要。此外，腎上腺素、雌激素也都有某些作用，總之，是相當復雜的。

　　甲狀腺的生理功能主要為促進三大營養(yǎng)物質代謝，調(diào)節(jié)生長發(fā)育過程；提高大多數(shù)組織的耗氧量，促進能量代謝，增加產(chǎn)熱和提高基礎代謝；對糖、蛋白和脂肪的作用各不相同，其作用是很復雜的。