甲状腺激素的作用机制主要包括以下几个方面：
1.甲状腺激素的合成与分泌：甲状腺滤泡上皮细胞从血中摄取氨基酸，在粗面内质网合成甲状腺球蛋白的前体，继而在高尔基复合体加糖并浓缩形成分泌颗粒，再以胞吐方式排放到滤泡腔贮存。在促甲状腺激素（TSH）作用下，甲状腺球蛋白被水解酶分解，释放出T3和T4。
2.甲状腺激素的运输：T3和T4释放入血后，以结合型与甲状腺结合球蛋白（TBG）结合，其中T3与TBG的亲和力明显高于T4。T3、T4与TBG结合后，在血液中运输，T3、T4的半衰期分别为1.5天和6-7天。
3.甲状腺激素的代谢：T3和T4在组织内脱碘，脱下的碘可被重新利用。T4在周围组织中脱碘酶的作用下，生成T3。T3是甲状腺激素的活性形式，其生物效能比T4约大5倍。
4.甲状腺激素的作用：甲状腺激素的主要作用是促进物质与能量代谢，促进生长和发育过程。具体包括：
产热作用：甲状腺激素能使绝大多数组织的耗氧量增加，产热增多。
对代谢的影响：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，呈负氮平衡；促进糖的吸收，加速糖的氧化利用和肝糖原、肌糖原的分解，同时又抑制外周组织对糖的利用，可使血糖升高；促进脂肪的合成与分解，分解大于合成。
促进生长发育：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。
其他：甲状腺激素对维持神经系统的兴奋性有重要作用。甲状腺激素还能促进腺垂体分泌促甲状腺激素。
需要注意的是，甲状腺激素的合成与分泌、运输、代谢和作用受到下丘脑-腺垂体-甲状腺轴的调节，以及甲状腺自身的调节。此外，甲状腺激素的作用还受到其他因素的影响，如环境温度、应激等。
总之，甲状腺激素是一种重要的内分泌激素，其作用机制涉及多个环节，对维持人体的正常生理功能起着重要的作用。