下丘腦可分泌促甲狀腺激素釋放激素(thyroid stimulating hormone，TRH)通過垂體門脈系統隨血流進入腺體，促進腺垂體分泌促甲狀腺激素(TSH)。TSH能促進甲狀腺細胞生長、增生以及促進甲狀腺激素的合成與釋放。同時，血液中游離的T3、T4濃度的增高將與腺垂體的特異受體結合，使TSH的合成與釋放減少，并使腺垂體對TRH的反應性降低。

　　由于甲狀腺激素生成過程中需要碘離子，所以碘離子的攝取數量不足時，甲狀腺激素的分泌量減少，當血漿甲狀腺激素的數量減少時，對腺垂體的抑制作用減弱，導致TSH分泌神經元對TRH敏感性升高，造成血漿TSH濃度增加，TSH可引起甲狀腺腫大，以促使更多的甲狀腺激素分泌。由于有些地區缺碘，飲食中碘含量少，導致血漿中甲狀腺激素的數量減少，而使TSH分泌增多，可以造成甲狀腺腫大，即地方性甲狀腺腫，俗稱大脖子病(見圖)。

　　(二)甲狀腺的自身調節

　　甲狀腺的自身調節是指甲狀腺在TSH濃度不變或完全缺乏的情況下對碘供應變化的一種調節。 當食物中碘的供應過多時，碘的運轉機制發生抑制，同時還能抑制T3、T4的釋放。當碘量不足時，將出現碘運轉機制加強，T3、T4合成與釋放增加。

　　(三)自主神經對甲狀腺活動的影響

　　交感神經可增加甲狀腺激素的合成，而膽堿能纖維則抑制其分泌。