Glanda tiroidă este o componentă a axei hipotalamo-hipofizo-tiroidiene, care este un prim exemplu de sistem de control cu feedback negativ. Producția și secreția de tiroxină și triiodotironină de către glanda tiroidă sunt stimulate de hormonul hipotalamic, hormonul eliberator de tirotropină, și de hormonul hipofizar anterior, tirotropina. La rândul lor, hormonii tiroidieni inhibă producția și secreția atât a hormonului eliberator de tirotropină, cât și a tirotropinei. Scăderea producției de hormoni tiroidieni duce la creșterea secreției de tirotropină și, prin urmare, la creșterea secreției de hormoni tiroidieni. Acest lucru restabilește concentrațiile serice de hormoni tiroidieni la niveluri normale (în cazul în care glanda tiroidă nu este grav afectată). În schimb, producția crescută de hormon tiroidian sau administrarea de doze mari de hormon tiroidian inhibă secreția de tirotropină. Ca urmare a acestei inhibiții, concentrațiile serice de hormoni tiroidieni sunt capabile să scadă spre niveluri normale. Interacțiunile complexe dintre hormonul tiroidian și tirotropină mențin concentrațiile serice de hormoni tiroidieni în limite înguste. Cu toate acestea, dacă glanda tiroidă este grav afectată sau dacă există o producție excesivă de hormoni tiroidieni independent de stimularea tirotropinei, apare hipotiroidismul (deficit tiroidian) sau hipertiroidismul (exces tiroidian).
După cum s-a menționat mai sus, o mare parte din triiodotironina produsă în fiecare zi este produsă prin deiodarea tiroxinei în țesuturile extratiroidiene. Conversia tiroxinei în triiodotironină scade semnificativ ca răspuns la multe condiții nefavorabile, cum ar fi malnutriția, rănile sau bolile (inclusiv infecțiile, cancerul și bolile hepatice, cardiace și renale). Producția de triiodotironină este, de asemenea, inhibată de înfometare și de mai multe medicamente, în special amiodarona, un medicament utilizat pentru tratarea pacienților cu tulburări de ritm cardiac. În fiecare dintre aceste situații, concentrațiile serice și tisulare de triiodotironină scad. Această scădere a producției de triiodotironină poate fi o adaptare benefică la înfometare și boală, deoarece reduce descompunerea proteinelor și încetinește utilizarea nutrienților pentru generarea de căldură, menținând astfel integritatea țesuturilor și conservând resursele energetice.
Glanda tiroidă fetală începe să funcționeze la aproximativ 12 săptămâni de gestație, iar funcția sa crește progresiv după aceea. La câteva minute după naștere are loc o creștere bruscă a secreției de tirotropină, urmată de o creștere marcantă a concentrațiilor serice de tiroxină și triiodotironină. Concentrațiile de hormoni tiroidieni scad apoi treptat, ajungând la valorile adulte în momentul pubertății. Secreția de hormoni tiroidieni crește la femeile însărcinate. Prin urmare, femeile cu deficiență tiroidiană care rămân însărcinate au nevoie, de obicei, de doze mai mari de hormoni tiroidieni decât atunci când nu sunt însărcinate. Există puține modificări ale secreției tiroidiene la adulții în vârstă în comparație cu adulții mai tineri.
.