La proteina NIS trasporta all'interno della cellula ioni sodio (Na+) e iodio (I-) in proporzione 2:1. L'attività della Na+/K+ ATPasi garantisce l'energia elettrochimica necessaria all'ingresso dello ioduro, tramite trasporto attivo di sodio fuori dalla cellula contro il suo gradiente elettrochimico, richiedendo una spesa di ATP. Questo trasporto di ioduro è inibito da ioni come il perclorato, il tiocianato e il pertecnetato.