甲状腺素对组织分化、生长、发育、生殖过程都有直接影响。
甲状腺和性腺都是下丘脑一垂体一甲状腺和／或卵巢反馈系统中的一个重要环节及组成部分；甲状腺功能必然影响性腺的功能，呈所谓“鸟枪作用”，即任一种激素的过多过少或作用时间的延长，都能抑制相应垂体的促性腺激素分泌，还能抑制垂体另一种激素的分泌，如甲状腺分泌不足，卵巢的雌激素减低，卵泡发育异常，月经紊乱，性功能抑制，致不孕，甚至性器官的萎缩。而原发性甲状腺功能低下患者的催乳素高、泌乳、月经不调，当给与甲状腺素替代，随即恢复正常。因而，甲状腺参与性功能的调节，直接影n向雌激素的代谢，可发生在H-P-O与H-P-T两个轴的任何水平。
甲状腺激素的分泌调控，主要受下丘脑一垂体一甲状腺轴的反馈性调节。当外周血中游离的甲状腺激素减少时，可反馈地促使下丘脑分泌甲状腺激素释放激素，TRH通过神经系统促进垂体前叶分泌促甲状腺激素；TSH人血以后促甲状腺分泌甲状腺素。那些游离在外周血中的T3、T4增多时，则会反馈抑制TRH - TSH的释放，使甲状腺中分泌的T3、T4相应地减少，以达到动态的平衡。
