Основной функцией щитовидной железы является поддержание нормального метаболизма (обмена веществ) в клетках организма. Гормоны стимулируют обмен веществ практически во всех клетках
и регулируют практически каждый процесс в организме дыхание, прием пищи, сон, движение, а также процессы во внутренних органах от сердцебиения до работы репродуктивной системы.
Тиреоидные гормоны необходимы для нормального умственного и физического развития. Наряду с гормоном роста, вырабатываемым в гипофизе, они отвечают за нормальное развитие костей скелета. Недостаток гормонов в детском возрасте приводит к прекращению роста, а дефицит их при беременности к недоразвитию мозга будущего ребенка. У здоровых людей щитовидная железа принимает участие также в контроле за весом тела. При повышенном потреблении пищи активность ее увеличивается, образование гормонов усиливается, что приводит к повышению скорости метаболизма в организме. Наоборот, при недоедании активность гормонов снижается, приводя к замедлению метаболизма.
Гормоны принимают участие в регуляции водно-солевого баланса, в образовании некоторых витаминов (например, образовании витамина А в печени), а также в осуществлении функции других гормонов в организме. Например, без гормонов щитовидной железы невозможно воздействие гормона роста на головной мозг.
Доказанной является роль железы а нормальном развитии молочных желез у женщин. Она играет важную роль в функционировании иммунной системы организма. Ее гормоны стимулируют клетки иммунной системы, называемые Т-клетками, с помощью которых организм борется с инфекцией. Предполагается, что изменение функции железы играет важную роль в старении организма.