促甲狀腺激素是腺垂體分泌的一種內分泌激素，主要有幾個方面作用，一個方面是促進甲狀腺細胞的增殖，還可以調控甲狀腺血液供應，調控甲狀腺組織分泌甲狀腺激素。 促甲狀腺激素受兩方面調控，由于下丘腦促甲狀腺激素釋放激素調控，這是上游信號，調控甲狀腺功能，同時也會接受甲狀腺所分泌的甲狀腺激素的負反饋調控。甲狀腺分泌激素相當高，也會抑制垂體繼續分泌促甲狀腺激素。 因此，下丘腦-垂體和甲狀腺疾病都可能影響TSH，即促甲狀腺激素水平變化； 同時TSH水平變化也可以反映下丘腦、腺垂體、甲狀腺功能。比如甲狀腺功能低下的時候，甲狀腺素水平比較低，這時候下丘腦就可以分泌更多激素給腺垂體，腺垂體分泌TSH水平就會升高，所以TSH水平如果比較高，可以反映甲狀腺功能低下狀態。 如果甲狀腺功能亢進，也就是甲狀腺素水平非常高，反饋抑制TSH，TSH水平比較低。 做甲狀腺癌手術后內分泌治療的時候，人為給予外源性甲狀腺激素，這時候體內甲狀腺素水平升高，抑制腺垂體分泌TSH，減少TSH對甲狀腺腺細胞增殖作用，起到抑制腫瘤作用。