Gruczoł tarczowy zlokalizowany jest w przednio-dolnej części szyi, zbudowany jest z dwóch płatów – prawego i lewego oraz tzw. węziny. Tarczycę tworzą komórki pęcherzykowe, w których produkowane są i magazynowane hormony.

Tarczyca jest w stałej współpracy z przysadką mózgową oraz podwzgórzem. Właściwe funkcjonowanie gruczołu tarczowego jest ściśle powiązane z wydzielaniem hormonu tyreotropowego (TSH) przez przysadkę mózgową, która pobudza tarczycę do produkcji i wydzielania tyroksyny (T4) oraz trójjodotyroniny (T3). T4 jest głównym hormonem wytwarzanym przez tarczycę (80%), jednak jest mniej aktywna niż T3. Do produkcji hormonów tarczycy niezbędny jest jod, który wbudowany jest w hormony T4 i T3. Większość hormonów tarczycy jest we krwi związanych z białkami nośnikowymi (są wtedy nieczynne). 

Dlatego opracowano metody oznaczeń wolnych ( niezwiązanych z białkami ) hormonów tarczycy i to właśnie one, wraz z oznaczeniem TSH, są najważniejsze w interpretowaniu  stanu tyreometabolicznego organizmu.

Wolne hormony tarczycy mają istotne działanie metaboliczne, związane z przemianami białek, węglowodanów i tłuszczów. Działanie hormonów tarczycy w uproszczeniu można scharakteryzować, jako nasilające metabolizm. Regulują one m.in. wzrost organizmu, rozwój oraz funkcjonowanie układu nerwowego oraz sercowo-naczyniowego, są też zaangażowane w produkcję ciepła. Niski poziom hormonów tarczycy może spowodować m.in. zmęczenie, przyrost masy ciała i problemy z koncentracją, podczas gdy nadmiar hormonów prowadzi do m.in. nadpobudliwości, utraty wagi, kołatań serca.