La funzione tipica di queste cellule è la produzione e il rilascio controllato degli ormoni tiroidei nel circolo sanguigno, in risposta a stimoli mediati dall'ormone tireotropo o TSH, prodotto dall'adenoipofisi, a sua volta modulata dall'ipotalamo attraverso il rilascio dell'ormone TRH, il tutto regolato secondo sistemi di feedback negativi. I meccanismi con cui i tireociti assolvono a questo compito sono diversi: