（2）甲狀腺濃集碘是從低濃度向高濃度濃集，是主動的濃集功能，是需要消耗能量的。甲狀腺濃集碘的能力主要受垂體促甲狀腺激素（TSH）的刺激，此外也受到體內高濃度碘化物的抑製。促甲狀腺激素越高，甲狀腺濃集碘的能力越強；血液中碘濃度越高，甲狀腺濃集碘的能力越低。
進入甲狀腺濾泡上皮細胞內的碘，在過氧化物酶的作用下轉變成活性的碘，並迅速和甲狀腺球蛋白上的酪氨酸結合成一碘酪氨酸（T1）和二碘酪氨酸（T2）。2個二碘酪氨酸偶聯成甲狀腺素（T4），1個二碘酪氨酸和1個一碘酪氨酸偶聯成1個三碘酪氨酸（也稱為三碘甲腺原氨酸——T3）。在甲狀腺球蛋白表麵上合成的甲狀腺激素儲存在濾泡的膠質中。甲狀腺濾泡腔中主要成分是甲狀腺球蛋白。甲狀腺濾泡腔儲存的甲狀腺激素可供機體利用2～3個月。甲狀腺激素的合成是在甲狀腺球蛋白表麵進行的。甲狀腺是體內唯一將激素儲存在細胞外的內分泌器官。其他內分泌器官和腺體都是將激素儲存在細胞內的。
當機體需要的時候，甲狀腺濾泡通過胞飲作用，將濾泡腔內的膠質吸收到濾泡內形成膠質滴，並與溶酶體結合形成吞噬溶酶體。溶酶體含有蛋白水解酶與肽酶。將T4和T3從甲狀腺球蛋白上水解下並釋放入血，隨血運到全身發揮作用。溶酶體酶在水解甲狀腺球蛋白上的T4和T3時，也將一碘酪氨酸和二碘酪氨酸水解下來，並進一步在脫碘酶的作用下，釋放出遊離的無機碘。後者大部分被濾泡細胞再利用再合成甲狀腺激素。這對甲狀腺經濟地利用體內有限的碘是十分重要的。
（3）甲狀腺激素在血液中絕大多數與血漿中的蛋白質結合，主要和甲狀腺結合球蛋白（TBG）結合，還與血漿白蛋白（ALB）、甲狀腺結合前白蛋白（TBＰA）結合。T4（75%）主要與TBG相結合，T3（90%）主要與甲狀腺結合球蛋白和血漿白蛋白結合；血循環中T4的99.97%為結合狀態，T3的99.7%是結合狀態。雖然結合型的甲狀腺激素在血液中占了絕大多數，但真正發揮生理作用的仍然是遊離的甲狀腺激素。甲狀腺結合球蛋白是由肝髒生成的單鏈糖蛋白，半衰期5～6天。它攜帶70%的T4和T3；甲狀腺結合前白蛋白由肝髒生成，半衰期1～2天，它對T4親和性較甲狀腺結合球蛋白對T4的親和性低，它攜帶10%～20%的T4，幾乎不攜帶T3。血漿白蛋白濃度高，可達3000～4500毫克/分升，但它對甲狀腺激素的親和性最低，隻能攜帶5%～15%的T4和30%～50%的T3。一些影響甲狀腺結合蛋白的因素會影響甲狀腺激素的水平，但遊離甲狀腺激素水平正常，甲狀腺功能是正常。而真正的甲狀腺功能亢進或減低時，血清總甲狀腺激素和遊離甲狀腺激素都是異常的。我們將甲狀腺比作生產物品的工廠，甲狀腺激素就好像物品。甲狀腺結合蛋白就好像一個個“倉庫”，我們體內有無數個“倉庫”，“工廠”生產出物品大部分都先放在“倉庫”裏儲存著，少數一部分放在“商店”裏，隻有放在“商店”裏的這部分物品是可以買到的，而絕大部分放在“倉庫”裏的物品是不能買到。由於有強大的“倉庫”物品作為後盾，“商店”內的物品始終保持在一個十分穩定的水平。盡管“倉庫”內的物品很多，但他們都不流通，不能發揮作用。而真正有價值，能發揮生理作用的是那些放在“商店”裏的物品。“倉庫”的多少可以影響我們物品的數目，但不影響“商店”裏的物品數目。大量結合型的甲狀腺激素存在血液中，避免了血液從腎髒濾過時大量甲狀腺激素從尿中丟失，保證了人類進化過程中從富碘的海洋到碘相對不足的陸地後更經濟地利用碘。其次，大量結合型的甲狀腺激素在體內存在，維持甲狀腺激素晝夜的穩定性，保證了體內新陳代謝對甲狀腺激素的持續需要。