（一）产热：甲状腺激素能加速体内细胞氧化反应的速度，从而释放热量，称为产热效应。
（二）调节生长、发育：甲状腺激素对生长发育的影响与年龄有关。年龄愈小，缺乏甲状腺激素对生长发育受阻的影响愈明显。甲状腺激素对胎儿的发育，特别对神经系统及骨骼系统的生长发育有促进作用。其不仅促进身体各器官及身高的生长发育，而且在促进胎儿形态分化方面起着重要作用，即促进胎儿从简单结构向复杂结构发展。
胎儿11周时甲状腺可分泌甲状腺激素，到15周需要足够的甲状腺激素，而母体甲状腺激素不易透过胎盘，故胎儿主要依靠自身分泌的甲状腺激素促进生长发展。当胎儿由于各种原因导致胎儿甲状腺分泌不足时，而导致先天性甲状腺功能减退，即克汀病，不仅身体发育不良，而且大脑发育不良，表现为呆小症。由于母体的甲状腺激素可少量透过胎盘进入胎儿体内，故在生过克汀病儿的母亲怀孕期间，可给予较大剂量的甲状腺片预防之。
人类在幼年期需T4，而且T4能使它分泌的GH产生其大的生物效应。在儿童期，甲状腺激素缺乏的病人其全身身长的上、下比例任为婴儿型，骨骼的骨化及腕骨等骨骼的出现延迟，牙齿发育受阻，皮肤粗糙，在成年人出现粘液性水肿。
（三）对水和电解质代谢的影响：有人给予甲状腺功能正常的人及粘液性水肿的病人较大剂量的甲状腺，结果发现尿中有钾、钠丢失现象
（四）对蛋白质代谢的影响：甲状腺功能亢进时蛋白质分解代谢增强
（五）对碳水化合物代谢的影响：
1、糖的吸收。
2、糖元合成。
3、糖的利用。
（六）对脂肪代谢的影响：T4加速胆固醇的合成、分解及在胆汁中的排泄。甲状腺功能减退时，血胆固醇增高;甲状腺功能亢进使胆固醇分解和排泄加分解和排泄加速而血浓度降低
（七）对维生素代谢的影响
体内胡萝卜素转变成维生素A需有T4存在，甲状腺功能减退病人中胡萝卜素增多，使皮肤呈现黄色。
（八）对肌肉代谢的影响：特别是心肌易受累。
（九）心血管系统：甲状腺激素促进心率增快，心肌收缩力增强。
（十）对交感神经的作用：甲状腺激素正常对神经系统发育及功能调节十分重要。在胎儿及幼年期缺乏甲状腺激素，使大脑组织受到损害比其他任何组织都严重。由胚胎期缺乏甲状腺激素引起的克汀病，智力发育受阻，出现痴呆;而成年期缺乏则引起粘液性水肿，病情严重时表现反应迟钝，智力减退，经甲状腺激素治疗后，智力可完全恢复正常，而克汀病则改善甚少。甲状腺功能亢进者，由于甲状腺素过多，神经兴奋性增强，易激动、烦躁、肌肉颤动。由于植物神经兴奋性亦增强，出现胃肠蠕动增强，多汗等。甲状腺激素的许多作用，特别是对心血管系统的作用，与儿茶酚胺反应很敏感，甲状腺激素使心肌细胞内的儿茶酚胺受体数目增多，使儿茶酚胺受体作用增强，β-肾上腺素能受体阻滞剂，可控制甲亢某些症状，而耗氧量则不受其控制。
（十一）对血液系统的影响：甲状腺功能减退病人造血功能减退，骨髓造血活力减弱而产生贫血，淋巴细胞相对增多。
（十二）肺脏：甲状腺功能正常时，缺氧及高碳酸血症增强呼吸中枢的兴奋性。
（十三）内分泌系统：甲状腺激素能使各种激素及药物的代谢和清除率增加，如使类固醇激素清除增快，从而引起补偿性生成增高。40％的甲状腺功能减退病人有高催乳素血症，在给予甲状腺激素治疗后可恢复正常。
