Na nastanak TSH utječe hormon koji se stvara u hipotalamusu - tireotropin oslobađajući hormon (TRH). Pod utjecajem TSH, dolazi do stvaranja hormona u štitnoj žlijezdi: trijodtironina (T3) i tiroksina (T4). Osim tiroksina i trijodtironina koji značajno utječu na ravnotežu metabolizma u tijelu, u štitnjači se stvara i hormon kalcitonin, odgovoran za metabolizam kalcija.

U području štitne žlijezde može doći do stvaranja benignih i malignih čvorova. Zbog povećanog stvaranja hormona štitnjače, dolazi do pojačanog rada štitne žlijezde - hipertireoze. Stanje je karakterizirano ubrzanim metabolizmom, gubljenjem na težini, ubrzanim radom srca, opadanjem kose, ponekad znojenjem, tremorom, pojačanim nemirom. Ne liječe li se bolesnici odgovarajuće, može se razviti, za život ugrožavajuće stanje, tireotoksična kriza.

U slučaju smanjenog stvaranja hormona štitnjače, dolazi do smanjenog rada štitne žlijezde - hipotireoze. Javlja se pospanost, usporenost, bolesnici dobivaju na težini, remeti se metabolizam masnoća, razvije se anemija. Rad srca je usporen, a u težim slučajevima hipotireoze, može doći i do oštećenja srčanog mišića. Najteži stupanj naziva se miksedemom i zahtijeva intenzivno liječenje nadoknadom hormona. Može rezultirati mentalnim promjenama.

Promjene lučenja hormona posljedica su pojačanog ili smanjenog lučenja hormona iz hipotalamusa i hipofize koji utječu na stvaranje hormona u štitnjači, ali i funkcionalnog stanja štine žlijezde.

Do poremećaja dolazi i u slučajevima autoimune bolesti štitnjače - Hashimotovog tireoditisa, u kojem se stvaraju antitijela na pojedine sastojke u žlijezdi. Razlikuju se mikrosomalna antitijela te tireoglobulinska antitijela. Često se autoimuna bolest štitnjače javlja vezano uz druge autoimune bolesti. Primjer je učestala pojavnost u osoba sa šećernom bolesti, poglavito tipom 1 šećerne bolesti.

U području štitne žlijezde može doći do stvaranja čvorova. Čvorovi mogu biti dobroćudni (benigni) i zloćudni (maligni). Bolest se s većom učestalošću javlja u žena. Većina čvorova su dobroćudni, oko 90%. Do pojave karcinoma dolazi rijetko u odnosu na dobročudne čvorove, a javlja se unutar čvorova. Dijagnoza se postavlja punkcijom čvorova. Karcinom štitnjače bit će izliječen u visokom postotku. Čvorovi u štitnjači se otkrivaju putem ultrazvuka; punkcija štitnjače radi se također po kontrolom ultrazvuka. Uz nalaz pozitivnih antitijela, citološka punkcija koristi se i u dijagnostici autoimune bolesti štitnjače.

U dijagnostici često se koristi scintigrafija štitne žlijezde. Pretraga se izvodi primjenom radioaktivnog joda ili tehnecija. Prati se funkcija štitne žlijezde prema distribuciji radioaktivne tvari u žlijezdi. Područja pojačane apsorpcije nazivaju se „toplim” čvorovima i sumnja su za toksični adenom. Takvi „topli” čvorovi dovode do potiskivanja rada ostatka žlijezde. Utvrde li se scintigrafijom područja koja su inaktvna, govori se o „hladnim” čvorovima, a nalaz je, sumnja na karcinom štitnjače.

U slučaju neadekvatne produkcije hormona, a u uz trajnu stimulaciju dolazi do uvećanja štitnjače, pojave guše ili strume. Uzrokom može biti nedostatak joda potrebnog za sintezu hormona. Poznati su primjeri endemske gušavosti, vezani uz područja, gdje je hrana siromašna jodom.

Hipertireoza, kao i hipotireoza, zahtijevaju dugotrajno liječenje u cilju nastanka eutireotskog stanja i uravnoteženja metabolizma.

U liječenju hipotireoze vrši se nadoknada hormonima koji imitiraju normalu produkciju hormona štitne žlijezde. Tablete Euthyroxa, ovisno od manjka hormona, uzimaju se u određenoj dozi ujutro natašte. Liječenje hipertireoze je složenije. U slučaju hipertireoze koriste se antitireoidni lijekovi, primjer su Athyrazol i Propiltiouracil, ponekad radioaktivni jod ili kirurško liječenje. U slučaju autoimune bolesti štitnjače često se tijekom liječenja koriste, ovisno od razine hormona, i tireostatici i Euthyrox.

Lijekovi se doziraju na temelju nalaz hormona te nalaz TSH. Nalaz TSH odraz je razine hormona: bit će povišen razmjerno stupnju hipotireoze, odnosno snižen ovisno od stupnja hipertireoze. Prilikom terapije oporavlja se sporije od samih hormona, a cilj terapije je postizanje uredne razine hormona i TSH, a time i uspostavljanja normalnog metabolizma organizma.