甲状腺最独特的功能就是能自血液中捕取碘，制造甲状腺激素执行生理功能。血液中的碘化物大都来自食物，其中1/3被甲状腺捕取，另外2/3则被肾脏排出体外。
甲状腺的主要功能如下：
刺激组织的蛋白质合成。
增加组织氧气消耗率，使基础代谢率增加。
增加热量产生，过量时会引起出汗、潮红、血管扩张、皮肤温热。
促进生长发育。
促进糖质分解及脂肪酸的移运。
甲状腺机能亢进(Hyperthyroidism)
甲状腺机能亢进一般好发于女性，由于新陈代谢率过高，常有疲倦、体重流失、怕热、易流汗、心跳加快、心悸等现象，女性月经量减少，并且个性急燥，有时还有突眼、眼框扩大等现象。临床检验时，三碘甲状腺素（T3）、四碘甲状腺素（T4）上升，甲状腺刺激素（TSH）下降，三酸甘油脂（TG）及胆固醇（Cholesterol）也会被消耗而降低。引发甲状腺机能亢进的原因大致有下列四种：
1、毒性结节性甲状腺肿（又称Plummer disease）
甲腺细胞会继续进行自主性增生，制造出过量的甲状腺素，演变成甲状腺机能亢进。毒性结节性甲状腺肿的特征为颈部有瘤状硬块肿大，但无突眼现象。
2、Graves病（Grave's disease）
属于一种自体免疫的甲状腺疾病，体内产生一种自体抗体称之为「甲状腺刺激免疫球蛋白」，会直接刺激甲状腺表面，令细胞间质酵素活化，而分泌过量的甲状腺素，且此种自体抗体的产生不受大脑抑制，导致亢进状态日趋严重。
Graves病的特征是会产生「突眼诱发因子」，导致眼球突出。但通常颈部不会有瘤状的硬块肿大，而是属于弥漫性肿大。
在临床检验上，Graves病除了四碘甲状腺素（T4）、三碘甲状腺素（T3）会上升，且甲状腺刺激素（TSH）会下降到接近零外，另外两种自体免疫抗体的检查也会出现阳性反应，其一为「抗微粒抗体」（Anti-microsomal antibody），简称AMIA或AMA；另一个为「抗甲状腺球蛋白抗体」（Anti-thyroglobulin antibody），简称ATA。这两种抗体在Grave's氏症时常出现高效价的阳性，此现象也意味着甲状腺炎的合并发生。此种患者经常在治疗后演变成甲状腺机能低下。
3、脑部肿瘤或脑下腺分泌过量的甲状腺刺激素（TSH）
有些肿瘤细胞会分泌结构类似甲状腺刺激素的物质，同样能活化甲状腺细胞分泌过量的甲状腺素。此症发生时，临床检验常出现T3、T4、TSH三者同时升高。
4、地区性流行性甲状腺肿
此种甲状腺疾病，通常和某区域的碘摄取量有关，包括食物及饮水。
甲状腺机能低下(Hypothyroidism)
甲状腺机能低下的患者会出现嗜睡、便秘、皮肤头发干燥、体重增加、女性月经量增大等症状，检验甘油三脂（TG）和胆固醇（Cholesterol）常有升高情形。有些人也会出现肌腱反射迟缓、皮肤粗糙、脸部浮肿、怕冷、流汗量降低、记忆力衰退、说话及行动缓慢等。
甲状腺机能低下通常有下列几种情形：
1、原发性甲状腺功能不足
甲状腺本身发生病变，T3、T4释放不足。
2、继发性甲状腺功能不足
药物引起、甲状腺摘除、腺体萎缩等。
3、脑下垂体功能衰竭
出现明显的甲状腺机能低下，三酸甘油脂（TG）和胆固醇（Cholesterol）保持正常，而T3、T4、TSH三者可能同时偏低。
4、甲状腺炎引起的低下
甲状腺极少遭细菌攻击而发炎，常是自体免疫抗体介入所引起，此症会合并甲状腺腺体扩大，称之为桥本氏症（Hashimoto's disease）或淋巴性甲状腺炎（Lymphocytic thyroditis）。罹患此症初期甲状腺素分泌还可维持正常，但经由数年的持续破坏，最后发生甲状腺功能低下。患者T3、T4降低，TSH升得很高，且自体抗体检查ATA及AMIA也会呈现高效价阳性反应。
因此，怀疑甲状腺机能异常时，应做下列项目检查：
三碘甲状腺素（T3）；
四碘甲状腺素（T4）；
甲状腺刺激素（TSH）；
游离四碘甲状腺素（Free T4）。
若已确定为甲状腺功能异常时，除上述四项外，应追加下列检查：
「抗微粒抗体」（Anti-microsomal antibody），简称AMiA或AMA。
「抗甲状腺球蛋白抗体」（Anti-thyroglobulin antibody），简称ATA。
若怀疑甲状腺癌，应加做下列项目：
甲状腺球蛋白（Thyroglobulin）；
抑钙素（Calcitonin）。