促甲状腺激素(TSH)增高，四碘甲腺原氨酸(T4)低，临床称为甲状腺功能减退。甲状腺位于颈部正前方可以产生甲状腺素，即T4。四碘甲腺原氨酸(T4)减少后会减少对垂体负反馈抑制，促甲状腺激素(TSH)分泌就会增多。因为促甲状腺激素(TSH)是四碘甲腺原氨酸(T4)的上级部门，具有促进四碘甲腺原氨酸(T4)分泌作用。

如果甲状腺产生四碘甲腺原氨酸(T4)较少，促甲状腺激素(TSH)感觉到后就会分泌出来，发出命令告诉甲状腺多产生四碘甲腺原氨酸(T4)，此时就会出现促甲状腺激素(TSH)增高和四碘甲腺原氨酸(T4)水平降低。甲状腺功能减退症者典型临床表现为怕冷、精神差、白天嗜睡以及便秘、记忆力减退、颜面部浮肿、声音嘶哑等。因为缺乏甲状腺素，可口服人工合成甲状腺素提升激素水平，即四碘甲腺原氨酸(T4)水平上升、促甲状腺激素(TSH)会下降。