ไทรอยด์ฮอร์โมนสร้างมาจากการรวมตัวของหน่วยไทโรซีนในโมเลกุลของไทโรโกลบูลินซึ่งอยู่ใน
คอลลอยด์กับไอโอดีนในอาหารที่รับประทาน ไอโอดีนที่อยู่ในลักษณะของไอออนของไอโอไดด์( I^- )ทำปฏิกิริยากับหน่วยไทโรซีน เกิดเป็นหน่วยโมโนไอโอโดไทโรซีน(monoiodotyrosine : MIT  มีไอโอดีน 1อะตอม/หน่วย) หรือ หน่วยไดไอโอโดไทโรซีน(diiodotyrosine : DIT  มีไอโอดีน 2 อะตอม/หน่วย)

        การทำปฏิกิริยาระหว่างไอโอไดด์กับไทโรซีน ถูกเร่งโดยเอนไซม์ไทโรเปอออกซิเดส (thyroperoxidase : TPO)ด้วยความช่วยเหลือของไฮโดรเจนเปอออกไซด์(hydrogen peroxide : H₂O₂)ด้วย    การรวมตัวของหน่วยMITและDIT หรือ DIT กับ DITซึ่งเกิดขึ้นกับบางตัวเท่านั้น ก็ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยTPO เช่นกัน ปฏิกิริยาทั้งหมดเกิดขึ้นในคอลลอยด์

การสังเคราะห์ไทรอยด์ฮอร์โมน

หมายเหตุ หน่วยกรดอะมิโน (amino acid residue) กรดอะมิโนที่อยู่ในสายพอลิเพปไทด์ ซึ่งแต่ละตัวจับกันด้วยพันธะเพปไทด์ ฉะนั้น จะเสียไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมที่หมู่อะมิโน และเสียหมู่ OH ที่หมู่คาร์บอกซิลิก

ข้อยกเว้น คือ หมู่อะมิโนที่อยู่ปลาย N จะมี NH₂ ครบ และหมู่ OH ที่อยู่คาร์บอกซิลิก ก็จะมี COOH ครบ

       เซลล์ไทรอยด์ขนส่งไดโอไดด์เข้าไปในโพรงถุงไทรอยด์ (colloid) ซึ่งจะถูกเอนไซม์ TPO ออกซิไดน์ให้กลายเป็นไอโอดีนจับกับหน่วยกรดอะมิโนไทโรซีน ซึ่งอยู่บนโมเลกุลของไทโรโกลบูลิน เมื่อเซลล์ไทรอยด์ถูกกระตุ้นโดยที เอส เอช (TSH) จะมีการสร้างหน่วย 3 โมโนไอโอโดไทโรซีน (3 monoiodotyrosine ; MIT) และหน่วย3 ' , 5 ' ไดไอโอโดไทโรซีน (3 ' , 5 ' diiodotyrosine ; DIT) ซึ่งยังติดอยู่กับ
ไทโรโกลบูลิน หลังจากนั้นจะมีการจับคู่กันของหน่วย 3 โมโนไอโอโดไทโรซีนและหน่วยไดไอโอโด
ไทโรซีน เป็น หน่วย T₃ และไดไอโอโดไทโรซีน 2 โมเลกุลรวมเป็นหน่วย  T₄

            เมื่อต้องการใช้ฮอร์โมน    ไทโรโกลบูลินจะถูกย่อยโดยเอนไซม์โปรทีเอสที่พันธะเปปไทด์ เพื่อปลดปล่อย T₃, T₄, MIT และ DIT อยู่บ้างแล้วแพร่เข้าสู่กระแสเลือด โดยไทรอยด์ฮอร์โมนจะเข้าไปรวมกับโปรตีนในพลาสมา ชื่อ ไทรอกซิน บายดิง โกลบูลิน (thyroxine binding globulin : TBG) ซึ่งเป็นตัวพาไทรอยด์ฮอร์โมนไปเซลล์เป้าหมาย แล้วไทรอยด์ฮอร์โมนก็จะหลุดจากโปรตีนตัวพาเข้าเซลล์เป้าหมายต่อไป

การสังเคราะห์ การเก็บและการหลั่งไทรอยด์ฮอร์โมน

        โปรตีนเฉพาะที่จับกับไทรอยด์ฮอร์โมนในกระแสเลือดคืออัลบูมิน(albumin)และโกลบูลิน( globulin) แต่ตัวที่จับกับไทรอกซินมากที่สุดคือโกลบูลิน    เมื่อถึงเซลล์เป้าหมายไทรอกซินจะหลุดออกเป็นอิสระจากโปรตีนเพื่อเข้าเซลล์เป้าหมายและเฉพาะฮอร์โมนที่แตกตัวเป็นอิสระจึงจะทำงานและยับยั้งย้อนกลับไปที่ต่อมใต้สมองได้

        ฮอร์โมนในเลือดอยู่ในสภาพ T ₄ มากกว่า T₃ คือ T ₄ จะมี ในกระแสเลือดประมาณ103 nmol/L แต่ T3 จะมีระดับฮอร์โมนในกระแสเลือดน้อยกว่า คือ 2.3 nmol/L แต่มีความสามารถออกฤทธิ์แรงกว่า
T₄ ประมาณ 3-4 เท่า         ค่าครึ่งชีวิตของ T₃ ในพลาสมาจะสั้นกว่า T ₄

ฮอร์โมนไทรอกซินต้องจับกับโปรตีนขนส่งจึงเคลื่อนที่ในกระแสเลือดได้ แล้วแยกจากโปรตีนเป็นอิสระเมื่อจะผ่านเยื่อหุ้มเซลล์