La Thyroid Stimulation Hormone est synthétisée et secrétée par l'hypophyse (dénommée aussi la glande pituitaire), la glande principale du cerveau. C'est une hormone hypophysaire et NON une hormone thyroïdienne. Elle contrôle la glande thyroïde, lui demandant de produire davantage d'hormones si le taux sanguin de celles-ci est trop bas (hypothyroïdie), avec dans ce cas une valeur élevée de la TSH; dans le cas contraire d'une hyperthyroïdie, les hormones thyroïdiennes circulantes sont élevées et la valeur de la TSH basse, voire effondrée, puisque la thyroïde ne nécessite pas d'être stimulée.