甲状腺球蛋白（Tg）是甲状腺滤泡上皮细胞合成的大分子糖蛋白，是甲状腺滤泡内胶质的主要成分，是甲状腺素的载体和贮存形式。当受TSH刺激后，其上的T3、T4水解下来进入血循环。而TG本身只有极微量的进入血循环。除TSH外，刺激Tg的分泌因素还包括人绒毛膜促性腺激素（HCG），促甲状腺素受体抗体(TR-Ab)和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)。抑制Tg分泌的因素为γ-干扰素、α-肿瘤坏死因子和维甲酸等。
临床意义：
当任何原因造成甲状腺滤泡破坏时，TG即会被释入血循环。甲状腺癌，增高最明显，除因滤泡破坏外，癌组织及转移病灶也会合成一定量的HTG，其中滤泡状腺癌>乳头状癌>未分化癌，髓样癌TG不增高。分化型甲状腺癌术后和131I治疗后血清中HTG应检测不出。若HTG升高提示甲状腺癌复发。
Graves甲状腺功能亢进(甲亢)病人由于TRAb的刺激，几乎所有病人的Tg是升高的，少数人血清Tg不高或者低下，可能由于TGAb的影响，甲亢治疗后Tg恢复正常。
Plummer甲亢、亚急性甲状腺炎、无痛性甲状腺炎病人的血清Tg都升高，外源性甲状腺激素药物引起甲亢病人的Tg低下。
此外，孕妇因为HCG的刺激,吸烟由于硫氰物致甲状腺肿，慢性肾衰病人清除障碍等疾病均会使Tg升高。