Il muscolo sternotiroideo giace profondamente e in parte medialmente rispetto allo sternoioideo. Origina sulla superficie posteriore del manubrio dello sterno, sotto l'inserizione dello sternoioideo, e dalla parte posteriore della cartilagine della prima costa. Si inserisce sopra la linea obliqua della cartilagine tiroide, ove delinea il limite superiore della tiroide stessa. Nella parte bassa del collo si trova in contatto con il muscolo controlaterale salvo poi divergere progressivamente da esso.Riceve vascolarizzazione da rami dell'arteria tiroidea superiore e linguale. La sua innervazione è data da rami dell'ansa cervicalis (C1, C2, C3).Contraendosi abbassa la laringe precedentemente sollevata negli atti di deglutizione o di fonazione.