左甲状腺滤泡上皮细胞所组成的甲状腺滤泡，是甲状腺最基本的功能单位。甲状腺最主要的功能是合成分泌甲状腺激素，而甲状腺滤泡上皮细胞是完成功能的主要单位。甲状腺滤泡上皮细胞是甲状腺最主要的细胞类型，甲状腺滤泡上皮细胞将合成的甲状腺激素释放出来，储存在甲状腺滤泡腔内，不像其它的内分泌细胞将合成的激素储存在细胞内。
当分泌甲状腺激素，由滤泡腔吸收交织加以分解，然后将甲状腺激素释放进入血液。脑垂体分泌的促甲状腺激素可以刺激甲状腺滤泡细胞增生肥大，促进甲状腺滤泡上皮细胞合成分泌甲状腺激素。如果自身免疫性的炎症可以破坏甲状腺滤泡上皮细胞的结构，使得滤泡的结构完全丧失，周围有大量的淋巴细胞浸润，叫桥本甲状腺炎。如果是甲状腺滤泡上皮细胞过度增生，可以出现明显的甲状腺腺瘤、甲状腺滤泡细胞癌。