甲状腺腺体由大小不等的滤泡组成，靠近滤泡细胞顶部，为甲状腺激素的合成部位。碘是合成甲状腺激素的必需元素，甲状腺通过聚碘、碘化酪氨酸偶联作用，形成甲状腺激素，包括T4和T3贮存于胶质腔中，在甲状腺内T4约为T3的20倍。甲状腺激素释放入血后，约75%与血浆甲状腺结合球蛋白结合，其余15%及10%分别与甲状腺结合前蛋白和白蛋白结合。在外周组织，主要是肝脏、肾脏，部分T4脱碘生成T3。游离的甲状腺激素（主要是T3）进入靶组织细胞内与T3受体结合而发挥生理效应。