Es la primera glándula endocrina que aparece en el desarrollo embrionario (a partir de los 16 a 17 días de gestación). Origen endodérmico, formándose como apéndice en las 4ª y 5ª bolsas faríngeas, que en el hombre incluyen el cuerpo último-branquial del que derivan las células parafoliculares de origen neural, productoras de calcitonina y las glándulas paratiroides. A los 40-45 días alcanza la localización anatómica definitiva y entre la 20 y 24 semanas de gestación aparecen niveles séricos importantes de TSH y T4.

La glándula (figura) está formada por dos lóbulos unidos por una porción de tejido, denominado istmo tiroideo, que a veces puede dar lugar a un tercer lóbulo, denominado lóbulo piramidal. Esta glándula se encuentra entre el cartílago tiroides y la tráquea, anterior a ésta y entre los músculos esternocleidomastoideo; es fácilmente palpable. Tiene un peso medio de 25 gramos y recibe la irrigación de las arterias tiroideas superior e inferior. Esta glándula recibe una de las tasas más altas de flujo sanguíneo por gramo de tejido (4ml/gr/min).

El tejido glandular está formado por agrupaciones acinares. Cada acino está formado por una sola capa celular cuya base está en contacto con los capilares sanguíneos y los vasos linfáticos, y por su polo apical rodean a una matriz coloidal. El diámetro medio de estos acinos es de 100 a 500 µm. Las células de cada acino son policlonales lo que supone que se encuentren en cada momento acinos en diferentes estadios de respuesta a un mismo estímulo.

Este tejido acinar o folicular se caracteriza por presentar cambios morfológicos en función de su activación. Si no está estimulado su morfología es de grandes folículos con abundante coloide y células acinares planas. Cuando es estimulado los folículos se reducen, las células incrementan su tamaño, haciéndose cuboides y presentando su citoplasma un incremento considerable de gotas de coloide, procedentes de la reabsorción coloidal por pinocitosis.