甲状腺激素的主要生理作用包括产热效应、促进蛋白质合成、促进糖吸收和外周利用、促进脂肪合成与分解以及维持正常生长和发育。
1.产热效应：甲状腺激素能使绝大多数组织的耗氧量增加，产热增多。
2.促进蛋白质合成：甲状腺激素能促进蛋白质的合成，但甲状腺激素分泌过多时，蛋白质分解加速，排泄增加，可出现负氮平衡。
3.促进糖吸收和外周利用：甲状腺激素能促进外周组织对糖的利用，尤其是肌肉组织对糖的摄取和利用，从而使血糖降低。
4.促进脂肪合成与分解：甲状腺激素能促进脂肪的合成与分解，分解大于合成。
5.维持正常生长和发育：甲状腺激素是维持正常生长和发育不可缺少的激素，特别是影响脑和骨骼的发育。在胎儿和新生儿期缺乏甲状腺激素，会导致大脑发育障碍，骨骼的发育和成熟延迟，出现身材矮小、智力低下的呆小症。