1．促进体内物质和能量代谢，主要是促进体内的能源物质即糖类、蛋白质和脂肪的氧化分解，使耗氧量增加，能量同时释放出来。
甲状腺素能促进小肠对糖的吸收，促进肝糖元分解为葡萄糖，提高血糖浓度。甲状腺机能亢进(俗称“甲亢”)患者由于甲状腺素分泌过多，机能代谢旺盛，加速了体内能源物质氧化分解，释放出过多热量。因此，甲亢患者的症状呈现多汗，怕热，饭量虽然大增，但由于“入不敷出”，故仍然不得不动用体内的能源储备-皮下脂肪，因而逐渐消瘦，此外，还出现心悸、眼球突出等症状。据计算，每毫克甲状腺素可使体内产生一大卡(1000卡)的热量。因此，服用过量甲状腺素可使体内糖、蛋白质、脂肪分解加快。据报道，拳王阿里于1980年10月2日在美国的一次世界重量级拳击比赛中被击败，是和服用过量甲状腺素有关。据阿里和他的教练说，阿里体重过重，为了减轻体重，他服用了甲状腺素。结果体重是降下来了，却导致肌肉无力。
甲状腺素还可使胆固醇加速转变为胆酸，胆酸盐具有帮助脂肪消化的作用，可使血清胆固醇含量降低。
女性甲亢发病率较高。甲亢发生的具体原因可能与精神刺激、急性感染等因素有关。女性甲亢发病率高的原因，可能与女性性格脆弱、经不起精神刺激有关。
2．促进身体和智力发育，对骨骼、神经系统和生殖系统有显著影响。动物实验表明，对几只同胎生的小山羊，进行不同处理，有的切除甲状腺，有的不切。发现其发育情况差异很大；切除甲状腺的小山羊由于没有甲状腺素，个小体轻，性发育停止，未切除甲状腺的小山羊则生长发育正常。在另外试验中发现：切除甲状腺的蝌蚪不能发育成青蛙，给这种蝌蚪饲喂加入甲状腺素的饲料才能使其发育正常。
克汀病患者由于从小缺碘而患甲状腺功能减退症，因而身材矮小，面部表情痴呆，智力低下，因而又叫“呆小症”。
适量甲状腺素有利于骨骼中有机物质的合成，促进钙质在骨骼的有机质上沉积，因而有利于骨骼发育，但过量甲状腺素则使骨骼脱钙，造成骨质疏松。
3．提高神经系统尤其是交感神经系统的兴奋性。例如甲亢病人情绪好激动，经不起精神刺激，容易精神紧张，导致失眠，心跳快，血压的收缩压高等，就是由于甲状腺素分泌过多所致，而甲状腺机能减退的症状正好相反，这种人反应迟钝，心跳慢，记忆力差，神情淡漠，血压也偏低。
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