促甲状腺激素释放激素的主要的作用是促进甲状腺激素释放，这个激素来自下丘脑，俗称TRH，促进垂体前叶分泌TSH(促甲状腺激素)。

在整个的下丘脑-垂体-甲状腺轴的系统中，最高的应该是促甲状腺激素释放激素，来自下丘脑，作用在垂体前叶并促进其释放促甲状腺激素。促甲状腺激素进一步作用到甲状腺，促进甲状腺合成、释放T3和T4。

在机体整个轴内，T3、T4反过来会抑制促甲状腺激素的合成、分泌，所以血中的促甲状腺激素释放激素主要来源于下丘脑。主要作用是促进垂体前叶合成释放促甲状腺激素，维持整个下丘脑-垂体-甲状腺轴的平衡，维持机体内分泌功能的平衡。