Para que a tireoide seja capaz de realizar a síntese de hormônios, três elementos precisam estar presentes: iodo, tireoglobulina e a tireoperoxidase. O iodo pode ser adquirido pela alimentação, já a tiroglobulina e a tireoperoxidase são enzimas produzidas pela tireoide. Uma vez que esses três elementos estão presentes, se inicia o processo de síntese e liberação de hormônios, que ocorre em quatro etapas:
- Captação do iodo: a etapa da captação do iodo é a etapa em que a tireoide recolhe o iodo do organismo.
- Conversão do iodeto em iodo orgânico: após a captação, ocorre a conversão dos iodetos em iodo orgânico.
- Acoplamento: ocorre o acoplamento de monoiodotirosina (MIT) e diiodotirosina (DIT) para originar o T3. E acoplamento de duas moléculas de DIT para formar T4, graças à ação da tireoperoxidase.
- Secreção dos hormônios da tireoide: nessa etapa os hormônios produzidos na tireoide são liberados no sangue. Quem regula essa liberação é o hormônio TSH produzido pela hipófise.