甲状腺作为人体最大的内分泌腺，主要作用是分泌甲状腺激素，甲状腺可以分泌有生物活性的激素，包括T3和T4。甲状腺激素的生物学作用主要包括以下三个方面：
第一、促进生长发育，其中促进生长发育最明显是在婴儿时期，主要促进骨骼、脑和生殖器官的生长发育。
第二、对代谢的影响，甲状腺激素可以提高大多数组织的耗氧率，增加产热效应，对三大营养物质的代谢作用比较复杂。在生理情况下，甲状腺激素可以促进小肠对葡萄糖和半乳糖的吸收，促进糖原异生和肝糖原的合成。对于脂肪代谢的影响，既能刺激脂肪的合成，又能促进脂肪的分解，但是以促进脂肪分解为主，减少脂肪的储存，降低血脂的浓度。对于蛋白质的影响，主要是生理剂量的甲状腺激素可以促进蛋白质的合成。
第三、甲状腺激素对维持神经系统的兴奋性，也有重要的意义。