Si trova nella parte anteriore, laterale e superiore della laringe, al di sotto dell'osso ioide e al di sopra dell'arco della cartilagine cricoide. È la più voluminosa del complesso, impari e a forma di scudo, costituita da due lamine quadrilatere che si uniscono anteriormente a formare un angolo diedro aperto posteriormente, retto nel maschio e ottuso nella femmina e nel bambino.In ogni lamina si distingue una faccia laterale, piana ma percorsa da una cresta (linea obliqua) che inizia posteriormente e in alto con il tubercolo tiroideo superiore e termina anteriormente e in basso con il tubercolo tiroideo inferiore. La linea obliqua divide la faccia laterale in una regione anteriore, più estesa, ricoperta dal muscolo tiroioideo, e in una parte posteriore, più ristretta, ricoperta dai muscoli sternotiroideo e costrittore inferiore della faringe. La faccia mediale è liscia e concava. Il margine superiore risulta depresso sulla linea mediana nell'incisura tiroidea; il margine inferiore presenta come piccolo rilievo il tubercolo tiroideo inferiore; il margine posteriore è quasi rettilineo e verticale.Quest'ultimo continua con due prolungamenti, uno superiore (corno tiroideo superiore) e uno inferiore (corno tiroideo inferiore): il corno tiroideo superiore è più lungo di quello inferiore, arrivando anche a circa 2 cm di dimensione, e dà inserzione al legamento tiroioideo laterale. Il corno tiroideo inferiore, con lunghezza media di 5-8 mm, presenta sulla sua estremità una superficie articolare tramite la quale si mette in rapporto con la cartilagine cricoide (faccetta articolare cricoide).Istologicamente la cartilagine tiroide è di tipo ialino e può con l'età subire processi di calcificazione fino a una sua parziale ossificazione.