В щитовидной железе синтезируются тиреоидные гормоны — тироксин (Т4), трийодтиронин (Т3) и гормон кальцитонин. Характерной особенностью клеток щитовидной железы является их способность поглощать йод, поступающий из кишечника в виде йодидов. В щитовидной железе синтезируются йодированные соединения — монойодтирозин и дийодтирозин. Эти гормоны в клетках фолликулов щитовидной железы образуют комплексное соединение с белком — тиреоглобулин, который может сохраняться в фолликулах в течение нескольких месяцев. Тиреоглобулин содержится в коллоиде, которым бывают заполнены фолликулы. По мере необходимости под действием протеаз тиреоглобулин распадается с освобождением активных гормонов тироксина и трийодтиронина, которые переходят в кровь, где связываются с белками плазмы крови проальбумином и альбумином, являющимися переносчиками гормонов. В тканях эти комплексы разрушаются с освобождением тироксина и трийодтиронина. Трийодтиронин (Т3) по своей активности в 4-5 раз превышает тироксин. Биологическое действие тиреоидных гормонов в основном осуществляется за счет Т3. Более 30% секретируемого щитовидной железой Т4 в тканях организма превращается в Т3.

Биосинтез тиреоидных гормонов, выделение их в кровь контролируется тиреотропным гормоном (ТТГ) аденогипофиза, образование которого, в свою очередь, стимулируется тиролиберином и тормозится соматостатином гипоталамуса. Тироидные гормоны участвуют в обмене белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, в обмене витамина А. Тиреоидные гормоны оказывают существенное влияние на минеральный обмен в организме животных, на рост и дифференцировку клеток ткани, формирование ее органической матрицы и степень минерализации.

При избытке тиреоидных гормонов происходит снижение уровня фосфора в результате потерь минеральной части кости и эндокринных потерь этого вещества с калом. Кальций тоже теряется с кишечными соками. При гипофункции щитовидной железы снижается интенсивность метаболизма минеральных веществ, синтез органической матрицы костной ткани, ее минерализация.
Из болезней щитовидной железы преимущественно встречаются повышение и понижение секреции тиреоидных гормонов. Повышение сопровождается возникновением диффузного токсического зоба и синдрома тиреотоксикоза (гипертиреоза), понижение образования их — появлением гипотиреоза и эндемического зоба.