(1)產熱作用：甲狀腺激素能刺激物質氧化，使氧化磷酸化作用加強，促進新陳代謝。
(2)蛋白質代謝：生理劑量的甲狀腺激素使蛋白質和核酸合成增加，氮的排泄減少，若給大劑量甲狀腺激素則抑制蛋白質的合成，血漿、肝、肌肉中游離的氨基酸濃度增高。
(3)糖代謝：甲狀腺激素能促進小腸吸收葡萄糖和半乳糖，并使脂肪組織和肌肉組織攝取葡萄糖的速度增加。還可加強兒茶酚胺和胰島素對糖代謝的作用，使細胞兒茶酚胺受體對腎上腺素的敏感性增強。
(4)脂肪代謝：甲狀腺激素可以增強脂肪組織對兒茶酚胺、胰高糖素的敏感性，這些激素的作用都是通過腺苷酸環化酶系統，活化細胞內的脂肪酶，促使脂肪水解。
(5)水鹽代謝：甲狀腺激素具有利尿作用，甲低時細胞間液增多，并聚積大量白蛋白與黏蛋白，稱為黏液性水腫。
(6)對生長發育：甲狀腺激素通過對蛋白質的合成作用能促進生長，與生長激素一起在促進生長方面具有協同作用。甲低患者生長緩慢，骨齡發育落后。
(7)促進大腦發育：胎兒腦細胞數目在妊娠末3個月增長最快，出生后第1年仍快速增長。在腦細胞增殖、分化期，甲狀腺激素必不可少，尤其是妊娠后半期與生后第1年期間更為重要。甲低發生越早，腦損害越重，且常不可逆。