甲状腺的生理功能主要由其分泌的甲状腺素（简称T3、T4）和降钙素发挥作用。
一、甲状腺激素的生理功能
合成甲状腺激素的原料为碘和甲状腺球蛋白，进入甲状腺滤泡上皮细胞内有机碘，在过氧化物酶的作用丰转变成活性的碘，并迅速和甲状腺球蛋白上的酪氨酸合成一碘酪氨酸（T1）和二碘酪氨酸（T2）；2个二碘酪氨酸偶联成甲状腺素（T4），1个二碘酪氨酸和1个一碘酪氨酸偶联成1个三碘酪氨酸（T3）。甲状腺激素的合成和分泌受下丘脑，腺垂体和血浆中甲状腺激素水平的调节，以维持血浆激素水平的动态平衡，这就是下丘脑-垂体-甲状腺轴系统。促甲状腺激素（TSH）是垂体前叶分泌的一种糖蛋白，它受下丘脑的促甲状腺激素释放激素（TRH）刺激而释放，TSH由血液运送到甲状腺，促进T4、T3的合成和分泌；同时，血清T4，T3水平的增高则可抑制TSH的分泌，称为负反馈。甲状腺激素的生理功能十分广泛，主要是促进物质与能量代谢，促进生长和发育过程。①甲状腺激素在人体生热效应、能量代谢的调节中起主要作用。②生理剂量的甲状腺激素可调节三大物质（蛋白质、糖和脂肪）代谢。③甲状腺激素对促进组织分化、生长和发育成熟都有重要作用，在维持正常生长发育方面是必不可少的激素，特别是对骨骼系统和神经系统的生长发育尤为重要。
二、降钙素的生理功能
C细胞以胞吐方式分泌降钙素，其主要生理功能为促进成骨细胞的活动，使钙盐沉着于骨质内，使骨盐沉积于类骨质，并抑制肾小管和胃肠道对钙的吸收，还可减少破骨细胞的数量并抑制其活动，从而使血钙降低。