（1）产热效应
甲状腺激素能使细胞内氧化速度提高，耗氧量增加，产热增多，即是在禁食状态下，机体总热量的产生和氧耗中近于一半是由甲状腺激素作用的结果，这种作用称甲状腺激素“生热效应”。甲状腺功能亢进时产热增加，患者喜凉怕热，而甲状腺功能低下时产热减少，患者喜热恶寒，均不能很好地适应环境温度变化。
（2）糖、脂肪、蛋白质代谢
①糖代谢：甲状腺激素对机体糖代谢的影响包括生理剂量和超生理剂量两个方面。生理剂量的甲状腺激素能促进肠道对葡萄糖和半乳糖的吸收，促进糖原异生和肝糖原的合成。超生理剂量的甲状腺激素能促进肝糖原的分解，加速糖的利用，促进胰岛素的降解。
因此甲亢时，可有高血糖症和葡萄糖耐量曲线降低，患者吃糖稍多，即可出现血糖升高，甚至尿糖。但是超生理剂量的甲状腺激素可加速外周组织对糖的利用，有使血糖降低的作用。所以甲亢患者的空腹血糖仍可在正常水平，血糖耐量试验也可在正常范围之内。
②脂肪代谢：甲状腺激素具有刺激脂肪合成和促进脂肪分解的双重功能，但总的作用结果是减少脂肪的贮存，降低血脂浓度。T4或T3 虽然促进肝组织摄取乙酸，加速胆固醇的合成，但更明显的作用则是增强胆固醇降解，加速胆固醇从胆汁中排出，故甲亢时血胆固醇低于正常，功能低下时则高于正常。
③蛋白质代谢：甲状腺激素通过刺激mRNA 形成，促进蛋白质及各种酶的生成，肌肉、肝与肾蛋白质合成明显增加，细胞数与体积均增多，尿氮减少，表现正氮平衡。相反，T4 或T3 分泌不足时，蛋白质合成减少，肌肉无力，但细胞间的粘蛋白增多，使性腺、肾组织及皮下组织间隙积水增多，引起浮肿，称为黏液性水肿。黏液性水肿是成年人甲状腺功能低下的一项临床特征。T4 或T3 分泌过多时与正常分泌时有明显区别，此时蛋白质分解大大增强，尿氮大量增加，出现负氮平衡。肌肉蛋白质分解加强的结果，使肌肉无力，但这时中枢神经系统兴奋性高，不断传来神经冲动，肌肉受到频繁的刺激，表现纤维震颤，因而消耗额外能量，是基础代谢率增加的重要原因之一。
甲状腺是人体最大的内分泌器官，甲状腺激素对人体的作用主要表现在以下方面：
一是促进生长发育尤其是在婴儿时期，所以先天性或幼年时缺乏甲状腺激素，会引起呆小病;
二是影响机体的代谢，并使机体产热，正常情况下促进蛋白质合成，对幼年时的生长、发育具有重要意义。然而甲状腺激素分泌过多，反而使蛋白质，特别是骨骼肌的蛋白质大量分解，因而甲亢的患者会出现消瘦无力;
三是对于一些器官的活动及维持神经系统的兴奋性有重要的意义，甲状腺激素可直接作用于心肌，使心肌收缩力增强，心率加快。