Щитовидна залоза складається з двох бічних часток (права і ліва) і проміжної - так званого перешийка. Перешийок щитовидної залози розташовується в області II-IV кілець трахеї, а в деяких випадках доходить і до щитовидного хряща. Бічні частки розташовані в області нижньої половини латеральної поверхні щитовидного хряща, перстневидного хряща і трахеї, спускаються нижнім полюсом до V-VI її кільця. Права частка щитовидної залози нерідко більше лівої. Маса щитовидної залози у дорослої людини в середньому дорівнює 25-30 м Найбільшою маси щитовидна залоза досягає під час статевого дозрівання і в постпубертатний період (до 25-30 років). В подальшому (після 50 років) вона поступово зменшується.
Довжина бічних часткою від верхнього до нижнього полюса справа 3-7 см, зліва 3-6 см, ширина 3-4 см, товщина 1-2 см. Зовні щитовидна залоза покрита фіброзною капсулою, від якої всередину відходять тонкі прошарки, які поділяють залозу на часточки . Часточки складаються з фолікулів, стінки яких вистелені одношаровим кубічним епітелієм (тироцитов). Порожнина фолікула заповнена однорідної в'язкої масою жовтуватого кольору - колоїдом - продуктом епітеліальних клітин фолікулів. Колоїд в основному складається з тиреоглобуліну, що є йодованим гликопротеидом з молекулярної масою близько 700 000. До складу молекули тиреоглобуліну входять йодтірозінов (моно- і дийодтирозин), йодтироніни (моно-, ди-і трийодтиронін і тироксин) і майже всі амінокислоти, що містяться в організмі . Встановлено, що в колоїді знаходиться приблизно 95% йоду, виявленого в щитовидній залозі. До складу колоїду входять також РНК і ДНК. Поверхня кожної фолікулярної клітини (тироцита), звернена до порожнини фолікула, називається апикальной. Вона забезпечена микроворсинками, проникаючими в колоїд. Між фолікулами розташована пухка сполучна тканина, складова строму щитовидної залози. В стромі між окремими фолікулами - невеликі скупчення епітеліальних клітин (інтерфоллікулярние острівці), що є джерелом розвитку нових фолікулів. Парафоллікулярнимі поодиноко, групами і в товщі інтерфоллікулярного острівця розташовуються К-клітини (парафоллікулярние клітини), тісно прилеглі до стінок капілярів.
Кровопостачання щитовидної залози здійснюється чотирма основними артеріями: парними верхніми і нижніми щитовидної артеріями, а нерідко і непарної артерією (непостійна гілка), що відходить від дуги аорти або безіменній артерії. Щитовидна залоза по кровопостачанню займає перше місце в організмі. Встановлено, що на 10 г щитовидної залози припадає 56 мл крові в 1 хв, на таку ж кількість тканини нирки - 15 мл, а на 10 г м'язи в спокої - 1,2 мл крові. Особливістю артеріальної системи залози є розташування артеріальних стовбурів на її поверхні. Відня проходять зазвичай на передній і бічних поверхнях залози і не мають клапанів. Кожен фолікул щитовидної залози оточений густою капілярної мережею. Іннервація щитоподібної залози здійснюється симпатичними і парасимпатичними нервами. Симпатичні волокна йдуть до щитовидній залозі від верхнього, середнього і в меншій мірі від нижнього шийних вузлів. Парасимпатичні волокна блукаючого нерва підходять до щитовидній залозі в складі гілочок верхнього і нижнього гортанних нервів.
Продуктами внутрисекреторной діяльності щитовидної залози є йодовані гормони (тироксин і трийодтиронін) і нейодовану гормон кальцитонін. Щоденна потреба здорової людини в йоді становить приблизно 150 мкг. Біосинтез йодованих гормонів відбувається всередині тироцита, а кальцитоніну - в парафолікулярних клітинах (К-клітини).
Виділяють чотири етапи біосинтезу тиреоїдних гормонів:
- включення йоду в щитовидну залозу;
- органіфікацію йоду;
- процес конденсації;
- вивільнення гормонів щитовидної залози.