TSH의 변화는 갑상선 호르몬의 실제 수치가 너무 높거나 낮아지기 전에 "조기 경고 시스템" 역할을 합니다. TSH 수치가 높을 경우, 갑상선이 충분한 양의 갑상선 호르몬을 생성하지 않는 것을 나타내며 이를 일차성 갑상선 기능 저하증이라고 합니다. 그와 반대로 TSH 수치가 낮을 경우, 갑상선이 너무 많은 양의 갑상선 호르몬을 분비하고 있는 것을 나타내며 이를 갑상선 기능 항진증이라고 합니다. 뇌하수체의 이상으로 갑상선을 자극하기에 충분한 양의 TSH를 분비하지 못해 TSH 수치가 낮은 경우도 있으며 이는 이차성 갑상선 기능 저하증으로 불립니다. TSH와 Free T4를 동시에 검사하는 것은 주로 일차성 또는 이차성 갑상선 기능 이상을 진단하는 데 도움이 됩니다.