超敏促甲状腺激素是TSH，主要是来自于垂体前叶，是下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素即TRH的刺激作用。同时又会作用在甲状腺，促进甲状腺来合成T3和T4，血中的T3、T4的浓度可能会反过来再抑制TSH的合成，所以在机体上下丘脑、垂体和甲状腺是反馈和负反馈的作用。
如果垂体前叶有问题，还有TSH分泌增多，可能会引起垂体性甲状腺的亢进症。如果甲状腺自身有问题，包括甲亢或甲减时，血中的T3、T4水平发生变化，可能反馈影响TSH水平。若在原发性甲亢，甲状腺激素合成增多时，对TSH是抑制作用，会出现T3、T4水平升高，而TSH水平降低。
但若在甲减时，甲状腺的T3、T4合成不足，对垂体的抑制作用会减弱，从而会看到TSH水平升高。所以在临床上，针对促甲状腺激素水平和T3、T4，需要综合分析是垂体疾病或甲状腺疾病。
