甲状腺刺激ホルモン（TSH）は脳下垂体前葉のTSH産生細胞で合成、分泌される糖蛋白ホルモンで、その分泌調節は血中遊離甲状腺ホルモン（ｆT4）との間の負の反回調節や視床下部から分泌されるTSH分泌刺激ホルモンやその他の調節因子によりなされます。TSHはｆT4と逆相関の関係にあります。甲状腺機能亢進症でｆT4が上昇する状態ではTSHが抑制され、原発性甲状腺機能低下症ではTSHが上昇します。T4があるレベルに上昇すると突然TSHが抑制され、逆にT4があるレベルに低下するとTSHは急激に分泌促進されます。このT4のあるレベルのことをset pointといいますが、個人間レベルで異なる値をとります。TSHはT4のわずかな変化でもT4の数十倍の変化を示しますので、甲状腺機能状態を把握するためのthe single best検査項目です。甲状腺機能状態の重症度はT4で把握します。バセドウ病ではほぼすべて測定感度以下まで抑制されます。対して亜急性甲状腺炎では測定感度内低値を示すことが多いです。