甲状腺素主要包括甲状腺素（T4）和三碘甲状腺原氨酸（T3），它们对人体有着广泛而重要的生理作用，几乎作用于机体的所有组织。

在代谢方面，甲状腺素能提高基础代谢率，加速体内物质的氧化分解，使产热增加。比如促进糖的吸收、肝糖原分解和糖异生，从而升高血糖，但同时又能加速外周组织对糖的利用，降低血糖。在脂肪代谢上，它可以促进脂肪的合成与分解，总体效果是分解作用大于合成作用，有助于降低血中胆固醇水平。对于蛋白质代谢，适量的甲状腺素能促进蛋白质合成，利于机体的生长发育；但甲状腺素分泌过多时，则会加速蛋白质分解，导致负氮平衡。

在生长发育方面，甲状腺素是维持机体正常生长发育必不可少的激素，尤其是对骨骼和神经系统的发育影响重大。在婴儿时期，如果甲状腺素缺乏，会导致呆小症，患儿不仅身材矮小，而且智力发育障碍。

在神经系统方面，甲状腺素能提高中枢神经系统的兴奋性。甲状腺素过多时，患者会出现烦躁不安、易激动、失眠等症状；而甲状腺素缺乏时，患者则会表现出记忆力减退、行动迟缓、嗜睡等症状。

在心血管系统方面，甲状腺素可使心率加快、心肌收缩力增强、心输出量增加。甲状腺功能亢进时，可出现心动过速、心肌肥大，甚至导致心力衰竭。

此外，甲状腺素还对消化系统、生殖系统等也有一定影响。它能促进胃肠蠕动，增加食欲；对维持正常的生殖功能也有重要意义，甲状腺功能异常可能会导致月经紊乱、不孕等生殖系统问题。