甲状腺滤泡上皮细胞的功能是浓聚体内的碘，并将浓集的碘合成甲状腺激素而发挥生理作用。

甲状腺滤泡旁还有甲状腺滤泡旁细胞（即C细胞或也称为明亮细胞），发生来源于外胚层，生理作用是分泌降钙素。降钙素主要作用于骨骼，遏制骨吸收并促使成骨细胞活性增加，使骨钙和磷向血液中释放减少，使血钙下降。降钙素受血钙的影响，升高的血钙刺激降钙素释放，下降的血钙遏制降钙素释放。但是奇怪的是降钙素缺乏或增多并不引起体内代谢异常，也就是说，降钙素的生理作用是清楚的，但是其病理作用并不清楚，而甲状腺激素缺乏或过多却引起体内代谢明显异常，所以我们将甲状腺的主要功能称为是制造、储存和释放甲状腺激素，而忽略降钙素的作用。

甲状腺激素促使机体的氧化反应，促进机体产热，提高机体的基础代谢，同时甲状腺激素还提高机体对儿茶酚胺的反应，增加交感神经的兴奋性，促进机体对外界环境的反应。 甲状腺激素作用于全身各个器官，各种组织。简单地说：

①脑：调节情绪和一些细微的变化；

②心脏：增加心率和收缩力；

③脂肪：增加脂肪分解和产热效应；

④骨髓：对正常的造血机制是必需的；

⑤神经：增加交感神经张力和反射；

⑥肾脏：增加自由水清除；

⑦骨：增加骨吸收。

此外甲状腺激素还影响皮肤、毛发、肌肉和其他组织。