碘与甲状腺关系十分密切，碘是合成甲状腺激素的必需物质。碘进入人体后进入甲状腺上皮细胞被摄取、浓缩，在甲状腺内合成甲状腺激素。一些甲状腺疾病的诊断和治疗是利用甲状腺摄取碘的特性，如碘-131治疗甲亢。
碘的摄入量有要求，世界卫生组织联合会、博儿基金会、国际碘营养管委会都有推荐碘的标准摄入量，碘过少会影响甲状腺功能。地区碘的营养状况影响甲状腺疾病的发病率，碘缺乏又称单纯性地方性甲状腺肿，克汀病发病率会升高，碘过量也会增加甲状腺炎、甲状腺结节的发病率。