甲状腺激素的主要作用是三碘甲腺原氨酸（T3）同结合的DNA基因调节部位的三碘甲腺原氨酸受体，以及一些其他相关蛋白的共同作用，调控靶基因的转录和表达来体现。甲状腺激素几乎作用于机体所有的器官和组织，对机体生长、发育、代谢、生殖和组织分化等各方面均有长远的影响。另外，甲状腺激素还可以增加全身细胞的氧消耗和产热；促进蛋白质、脂肪和糖类的分解；促进人体的生长发育和组织分化；影响体内水和电解质的代谢；调节心脏和骨骼肌特异基因的表达；对垂体和下丘脑的激素有调节作用等。
