Suurin umpirauhasemme, kilpirauhanen, muistuttaa muodoltaan perhosen siipiä. Se sijaitsee henkitorven etupuolella lähellä kurkunpäätä, ja sen erittämä hormoni, tyroksiini, on tärkein yleiseen aineenvaihduntaamme vaikuttava hormoni. Nuoruusiällä se säätelee myös yksilön kasvua ja kehitystä. Sen erittyminen vereen nopeuttaa elimistön perusaineenvaihduntaa, kuten rasvojen palamista ja ravintoaineiden imeytymistä suolistosta.

Kilpirauhasen liikatoiminta voi jopa kaksinkertaistaa perusaineenvaihdunnan nopeuden. Tyypillisiä oireita ovat laihtuminen ruokahalun lisääntymisestä huolimatta, hikoilu, käsien tärinä ja jopa silmien pullistuminen. Se on vajaatoimintaa vakavampi ja harvinaisempi sairaus, mutta sitäkin voidaan hoitaa lääkityksellä tai leikkauksella.

Kilpirauhasen tulehdus on yleinen kilpirauhasen vajaatoimintaa aiheuttava syy. Siinä oireita ovat väsymys, lisääntynyt unen tarve, painonnousu ja jopa masennus. Vajaatoimintaa hoidetaan yleensä tyroksiinilääkityksellä ja molemmat toimintahäiriöt ovat yleisempiä naisilla kuin miehillä.

Jos henkilö ei saa ravinnostaan riittävästi jodia, joka on tyroksiinin olennainen raaka-aine, seurauksena on struuma eli kilpirauhasen suurentuma. Tämä oli aikoinaan meilläkin melko yleinen sairaus, joka väheni huomattavasti, kun ruokasuolaan lisättiin jodia.

Jos lapsuusiässä tyroksiinia erittyy liian vähän, seuraukset voivat olla kohtalokkaat. Lapsen fyysinen ja henkinen kasvu häiriintyy, jolloin hänestä voi tulla pienikasvuinen eivätkä aivotkaan kehity normaalisti.