De schildklier bestaat uit follikels, dit zijn een soort blaasjes die vocht (colloïd) bevatten. Rondom deze follikels zitten de schildkliercellen (folliculaire cellen). Deze folliculaire cellen maken het eiwit thyreoglobuline. Dit wordt getransporteerd naar het colloïd in het follikel. De schildkliercellen nemen daarnaast ook jodium op uit het bloed en transporteren dit ook naar het colloïd. De jodiummoleculen worden gekoppeld aan bepaalde onderdelen (tyrosines) van het thyroglobuline eiwit met behulp van het enzym thyroid peroxidase (TPO). Zo ontstaan de voorlopers van de schildklierhormonen. Één eiwit thyreoglobuline bevat meerdere van deze voorlopers.
Als de folliculaire schildkliercellen worden gestimuleerd door het TSH hormoon vanuit de hypofyse, nemen ze de gejodeerde thyreoglobuline-eiwitten weer op uit het colloïd. De voorlopers van de schildklierhormonen worden vervolgens in de cellen van het thyreoglobuline-eiwit afgeknipt en omgezet in oa de schildklierhormonen T4 en T3 (afhankelijk van het aantal jodiummoleculen (3 of 4) die ze bevatten), en deze hormonen worden vervolgens afgegeven aan het bloed. De hormonen die de schildklier uitscheidt bestaan voor ongeveer 80-90% uit T4 en voor 10-20% uit T3.
Het schildklierhormoon in het bloed zit grotendeels gebonden aan eiwitten, oa het TBG (thyroxine binding globuline) en albumine, en een klein deel is als vrije vorm aanwezig in het bloed. T4 wordt vervolgens in de verschillende weefsels omgezet in het actieve T3 hormoon, door de zogenoemde deiodinase enzymen.
De hoeveelheid schildklierhormoon wordt gereguleerd door het TSH-hormoon uit de hypofyse, welke op zijn beurt weer wordt gereguleerd door het TRH-hormoon vanuit de hypothalamus. De hoeveelheid schildklierhormoon in het bloed zorgt weer voor een terugkoppeling via de TSH- en TRH-hormonen; als er te weinig schildklierhormoon aanwezig is zal er meer TRH en TSH aangemaakt worden, en als er teveel schildklierhormoon aanwezig is zal er minder TRH en TSH aangemaakt worden. Zo houden ze elkaar in evenwicht.
