甲状腺作为身体非常重要的内分泌器官之一，主要生理功能是负责产生甲状腺素。甲状腺素的合成是一个非常复杂的过程，甲状腺能够吸收从食物中获取的碘，碘在身体里面变成碘离子后，在甲状腺里面进行加工，生成甲状腺素，称为碘甲状腺原氨酸(T4)。碘甲状腺原氨酸(T4)合成后会释放到血液里，当身体需要时会在外周血脱掉一个碘，变成三碘甲状腺原氨酸(T3)。还有一小部分三碘甲状腺原氨酸(T3)是由于甲状腺素直接在滤泡、甲状腺里合成。

三碘甲状腺原氨酸(T3)、碘甲状腺原氨酸(T4)主要的生理功能就是促进生长发育，人体如果要长个子，除生长激素外还需要甲状腺素。在胚胎发育时，甲状腺素也参与中枢神经系统的发育，所以在怀孕的早期，中枢神经系统发育的关键时期，孕妇缺乏甲状腺素会对胎儿的中枢神经系统发育产生影响，可能会影响到智力。成年人的甲状腺素主要负责身体的分解代谢，能够给身体提供能量，产生热量。