Tyrotropin eller tyreoideastimulerande hormon (TSH) är sammansatt av två peptidkedjor, en alfa- och en betakedja. Tillsammans har de molekylmassan 28 kDa. Väsentligen återfinns samma alfa-kedja i de övriga glykoproteinhormonerna, FSH, LH och hCG medan beta-kedjan är specifik för TSH. För biologisk funktion fordras den intakta molekylen. TSH-sekretionen regleras genom nivån av TRH och nivåerna av fritt T3 och fritt T4 i blodet. Insöndringen av TSH kontrolleras via negativ återkoppling. Det innebär att TSH-insöndringen från hypofysen minskar vid stigande T4-koncentrationer medan sänkt T4-koncentration i blodet leder till ökad TSH-insöndring. Även små koncentrationsförändringar av T4 kan ge påtagliga förändringar av TSH-koncentrationen. Hämning av TSH-syntesen och frisättningen medieras till största delen via det T3 som genererats i hypofysen.
Insöndringen av TSH uppvisar normalt en dygnsrytm med de högsta koncentrationerna nattetid (kl. 24–05) och de lägsta på dagen (11–sent på eftermiddagen).
Primär hypotyreos är den vanligaste orsaken till förhöjd TSH-koncentration hos en individ utan annan påvisad sjukdom. Koncentrationen av TSH kan även vara förhöjd vid tillfrisknande efter akut sjukdom. Ovanliga orsaker till förhöjd TSH-koncentration är TSH-producerande hypofystumör.
Koncentrationen av TSH i serum är sänkt vid primär hypertyreos och tyroideahormonbehandling med för hög dos. Låg TSH-koncentration kan dock förekomma vid många andra tillstånd, till exempel allmänsjukdom, stress och behandling med vissa läkemedel (kortikosteroider, beta-adrenerga-blockare och dopamin).