La síntesis de las hormonas tiroideas requiere yodo (véase figura Síntesis de hormonas tiroideas Síntesis de hormonas tiroideas $\"Síntesis$ ). El yodo ingerido con los alimentos y el agua en forma de yoduro se concentra en forma activa en la glándula tiroides y se convierte en yodo orgánico (organificación) dentro de las células foliculares por la acción de la peroxidasa tiroidea. Las células foliculares rodean un espacio (folículo) lleno de coloide compuesto por tiroglobulina, que es una glucoproteína con tirosina dentro de su matriz. En contacto con la membrana de las células foliculares, la tirosina se desyodina en los sitios 1 (monoyodotirosina) o 2 (diyodotirosina) y luego se combina para producir las dos formas de hormonas tiroideas.

Medir la concentración de TSH es el mejor método para identificar una disfunción tiroidea (véase tabla Resultados de las pruebas que evalúan la función tiroidea en diversas situaciones clínicas Resultados de las pruebas que evalúan la función tiroidea en diversas situaciones clínicas $\"Resultados$ ). Los resultados normales casi siempre excluyen un hipertiroidismo Hipertiroidismo $\"Hipertiroidismo\"$ o un hipotiroidismo Hipotiroidismo $\"Hipotiroidismo\"$ , salvo en pacientes con hipotiroidismo central secundario a una enfermedad del hipotálamo o la hipófisis, o en casos infrecuentes de pacientes con resistencia hipofisaria a la hormona tiroidea. La concentración sérica de TSH puede ser falsamente baja en personas muy enfermas, especialmente en pacientes que reciben glucocorticoides o dopamina (véase Síndrome del enfermo eutiroideo Síndrome del enfermo eutiroideo ).

Puede medirse la recaptación de yodo radiactivo. Se administra por vía oral o IV un radiomarcador; un escáner detecta la cantidad de yodo radiactivo captado por la tiroides. El isótopo preferido es el 123I, que expone al paciente a muy poca radiación (menos que el yodo-131). La captación tiroidea de yodo-123 varía ampliamente según la ingestión de yodo y es baja en los pacientes expuestos a un exceso de yodo.