Tarczyca jest jednym z elementów osi podwzgórze-przysadka-tarczyca, która jest doskonałym przykładem systemu kontroli z ujemnym sprzężeniem zwrotnym. Produkcja i wydzielanie tyroksyny i trójjodotyroniny przez tarczycę są stymulowane przez hormon podwzgórza uwalniający tyreotropinę i przedni hormon przysadki tyreotropinę. Z kolei hormony tarczycy hamują wytwarzanie i wydzielanie zarówno hormonu uwalniającego tyreotropinę, jak i tyreotropiny. Zmniejszona produkcja hormonów tarczycy powoduje zwiększone wydzielanie tyreotropiny, a tym samym zwiększone wydzielanie hormonów tarczycy. Powoduje to przywrócenie stężenia hormonów tarczycy w surowicy do normalnego poziomu (jeśli tarczyca nie jest poważnie uszkodzona). I odwrotnie, zwiększone wytwarzanie hormonów tarczycy lub podawanie dużych dawek hormonów tarczycy hamuje wydzielanie tyreotropiny. W wyniku tego zahamowania stężenie hormonów tarczycy w surowicy może obniżyć się do wartości prawidłowych. Złożone interakcje pomiędzy hormonem tarczycy i tyreotropiną utrzymują stężenie hormonów tarczycy w surowicy w wąskich granicach. Jednakże, jeśli tarczyca jest poważnie uszkodzony lub jeśli jest nadmierne wytwarzanie hormonów tarczycy niezależne od stymulacji tyreotropiny, niedoczynność tarczycy (niedobór tarczycy) lub nadczynność tarczycy (nadmiar tarczycy) ensues.
Jak wspomniano powyżej, wiele z trójjodotyroniny produkowane każdego dnia jest wytwarzany przez dejodynacji tyroksyny w tkankach pozatarczycowych. Konwersja tyroksyny do trójjodotyroniny znacznie spada w odpowiedzi na wiele niekorzystnych warunków, takich jak niedożywienie, uraz lub choroba (w tym infekcje, rak, i wątroby, serca i nerek choroby). Produkcja trójjodotyroniny jest również hamowana przez głodzenie i przez kilka leków, zwłaszcza przez amiodaron, lek stosowany w leczeniu pacjentów z zaburzeniami rytmu serca. W każdej z tych sytuacji stężenie trijodotyroniny w surowicy i tkankach ulega zmniejszeniu. Ten spadek produkcji trójjodotyroniny może być korzystną adaptacją do głodu i choroby, ponieważ zmniejsza rozpad białka i spowalnia wykorzystanie składników odżywczych do wytwarzania ciepła, utrzymując w ten sposób integralność tkanek i zachowując zasoby energetyczne.
Tarczyca płodu zaczyna funkcjonować w około 12 tygodniu ciąży, a jej funkcja wzrasta stopniowo od tego czasu. W ciągu kilku minut po urodzeniu dochodzi do nagłego wzrostu wydzielania tyreotropiny, po którym następuje wyraźny wzrost stężenia tyroksyny i trójjodotyroniny w surowicy. Następnie stężenia hormonów tarczycy stopniowo zmniejszają się, osiągając wartości dla wieku dojrzałego w okresie pokwitania. Wydzielanie hormonów tarczycy zwiększa się u kobiet w ciąży. Dlatego kobiety z niedoborem tarczycy, które zachodzą w ciążę, zwykle potrzebują większych dawek hormonów tarczycy niż kobiety, które nie są w ciąży. Wydzielanie hormonów tarczycy u osób starszych ulega niewielkim zmianom w porównaniu do osób młodszych.
.