Questa arteria deve essere legata alla tiroide quando si esegue una tiroidectomia. Se l'arteria è recisa, senza essere stata prima legata, sanguinerà copiosamente. Al fine di ottenere il controllo del sanguinamento, il chirurgo può aver bisogno di estendere l'incisione originale più lateralmente, per poter legare l'arteria alla sua origine presso l'arteria carotide esterna. Oltre a ciò, il ramo laringeo esterno del nervo laringeo superiore si sviluppa in stretta prossimità dell'arteria tiroidea superiore, la qual cosa lo rende a rischio di lesioni durante l'intervento chirurgico.