甲狀腺激素的生理功能主要為：（1）促進新陳代高謝，使絕大多陣列織耗氧量加大，並增加產熱。（2）促進生長髮育，對長骨、腦和生殖器官的發育生長至關重要，尤其是嬰兒期。此時缺乏甲狀腺激素則會患呆小症。（3）提高中樞神經系統的興奮性。此外，還有加強和調控其它激素的作用及加快心率、加強心縮力和加大心輸出量等作用。

甲狀腺是內分泌系統的一個重要器官，它和人體其它系統(如呼吸系統等)有著明顯的區別，但和神經系統緊密聯絡，相互作用，相互配合，被稱為兩大生物資訊系統，沒有它們的密切配合，機體的內環境就不能維持相對穩定。內分泌系統包括許多內分泌腺，這些內分泌腺受到適宜的神經刺激，可以使這些內分泌腺的某些細胞釋放出高效的化學物質，這種化學物質經血液迴圈被送到遠距離的相應器官，發揮其調節作用，這種高效的化學物質就是我們平常所說的激素。甲狀腺是人體內分泌系統中最大的內分泌腺，它受到神經刺激後分泌甲狀腺激素，作用於人體相應器官而發揮生理效應。