Per il normale funzionamento dell'organismo è necessario l'ormone tiroideo. Quando si è sani, la tiroide secerne prevalentemente tiroxina (T4), che viene convertita, in altri organi, in triiodotironina (T3) grazie all'azione catalizzatrice dell'enzima iodotironina deiodinasi selenio-dipendente. La triiodotironina si lega al recettore degli ormoni tiroidei presente nel nucleo della cellula dove stimola l'espressione di particolari geni e quindi la produzione di proteine specifiche. Inoltre, l'ormone si lega all'integrina αvβ3 sulla membrana cellulare stimolando l'antiporto sodio-idrogeno ed alcuni processi come la formazione di vasi sanguigni e la crescita cellulare. Nel sangue, quasi tutto l'ormone tiroideo (99,97%) è legato alle proteine plasmatiche, come la globulina legante la tiroxina; solo l'ormone tiroideo libero non legato è biologicamente attivo.