甲状腺激素对水的代谢作用是间接作用于血液循环系统，使心输出量、肾血流量、肾小球滤过率增加，可促进水钠从肾脏排出，故有利尿作用。甲状腺功能减退时，水盐潴留，毛细血管通透性增加，淋巴循环迟缓，各种组织内均含有大最细胞外粘蛋白。粘蛋白为多价负离子，可结合大最正离子与水分子，使组织间液增加，血浆容最减少，皮肤肿胀但按之无凹陷，称为粘液性水肿。用甲状腺激素治疗可使毛细血管通透性恢复正常，皮下沉着的粘蛋白排泄或氧化，同时排出滋留的水、无机盐及含氮物质。
大剂量甲状腺激素能导致正常人或甲状腺功能减退者的钠、钾丧失，不过甲状腺功能减退的钠丧失较钾为多，而正常人则钾的丧失较多.这是因过量的甲状腺激素能促进蛋白质的分解，使尿中的钾排出多于钠，加之大常的钾向细胞内转移，所以甲亢时可有低钾血症，有时合并周期性麻痹。而甲减时，毛细血管通透性增加，回吸收蛋白质的能力降低，水钠储留于组织间液.用甲状腺激紊后细胞外液排出增多，钠被排出较钾为多。
甲状腺激素对破骨细胞和成骨细胞都有兴奋作用，使骨骼更新率加快.小剂量甲状腺激素促进钙和磷在骨骼中沉积。而过量的甲状腺激素，则使钙和磷排出明显增加，常见骨质疏松。因此，甲亢病人尿钙、尿磷及粪钙、粪磷增多，骨骼常疏松.而甲减患者则相反。
铁代谢受甲状腺激素的调节。甲减时血清铁升高，而组织中含铁量轻度下降，应用甲状腺激素后能使之恢复正常.甲亢时血清结合镁升高，甲减时则低于正常。
甲状腺激素是多种维生素代谢和多种辅酶合成所必需的激素。甲状腺机能亢进时，甲状腺激素过多，代谢增强，机体对维生素A、B1、B2、B12、C、D、E的需要增加，上述维生素在组织中含量减少，某些由维生素转变而来的辅酶消耗增加而合成受阻。甲状腺机能减退时，甲状腺激素缺乏，胡萝卜素转变为维生素A及维生素A转变为视黄醛受阻，体内胡萝卜素积聚，皮肤颜色变黄并出现维生素A缺乏症状，烟酸吸收和利用障碍，出现烟酸缺乏症。
