De schildklier is een onderdeel van de hypothalamus-hypofyse-schildklier-as, die een uitstekend voorbeeld is van een negatief feedback-controlesysteem. De productie en secretie van thyroxine en triiodothyronine door de schildklier worden gestimuleerd door het hypothalamushormoon thyrotropine-releasing hormoon en het voorste hypofysehormoon thyrotropine. De schildklierhormonen remmen op hun beurt de productie en secretie van zowel thyrotropine-releasing hormoon als thyrotropine. Een verminderde productie van schildklierhormoon resulteert in een verhoogde thyrotropinesecretie en dus een verhoogde schildklierhormoonsecretie. Dit herstelt de serum schildklierhormoonconcentraties tot normale niveaus (als de schildklier niet ernstig beschadigd is). Omgekeerd remt een verhoogde productie van schildklierhormoon of toediening van hoge doses schildklierhormoon de secretie van thyrotropine. Als gevolg van deze remming kunnen de serum schildklierhormoonconcentraties dalen tot normale niveaus. De complexe interacties tussen schildklierhormoon en thyrotropine houden de serum schildklierhormoonconcentraties binnen nauwe grenzen. Indien de schildklier echter ernstig beschadigd is of indien er een overmatige schildklierhormoonproductie is onafhankelijk van thyrotropinestimulatie, ontstaat er hypothyreoïdie (schildklierdeficiëntie) of hyperthyreoïdie (schildklieroverschot).
Zoals hierboven opgemerkt, wordt een groot deel van het dagelijks geproduceerde triiodothyronine geproduceerd door de dejodinatie van thyroxine in extrathyroïdale weefsels. De omzetting van thyroxine in triiodothyronine vermindert aanzienlijk in reactie op vele ongunstige omstandigheden, zoals ondervoeding, verwonding, of ziekte (met inbegrip van infecties, kanker, en lever-, hart-, en nierziekten). De productie van triiodothyronine wordt ook geremd door verhongering en door verschillende geneesmiddelen, met name amiodarone, een geneesmiddel dat wordt gebruikt om patiënten met hartritmestoornissen te behandelen. In elk van deze situaties dalen de serum- en weefsel-triiodothyronineconcentraties. Deze daling van de triiodothyronine produktie kan een gunstige aanpassing zijn aan verhongering en ziekte, omdat het de afbraak van proteïne vermindert en het gebruik van voedingsstoffen voor het opwekken van warmte vertraagt, waardoor de integriteit van het weefsel behouden blijft en energiebronnen behouden blijven.
De foetale schildklier begint te functioneren rond 12 weken zwangerschap, en zijn functie neemt daarna geleidelijk toe. Binnen enkele minuten na de geboorte is er een plotse stijging van de thyrotropinesecretie, gevolgd door een duidelijke stijging van de serumthyroxine- en triiodothyronineconcentraties. De schildklierhormoonconcentraties nemen daarna geleidelijk af en bereiken in de puberteit volwassen waarden. De schildklierhormoonsecretie neemt toe bij zwangere vrouwen. Daarom hebben vrouwen met schildklierdeficiëntie die zwanger worden, meestal hogere doses schildklierhormoon nodig dan wanneer ze niet zwanger zijn. Er is weinig verandering in de schildklierafscheiding bij oudere volwassenen in vergelijking met jongere volwassenen.