除了下丘腦-垂體對甲狀腺進行調節以及甲狀腺激素的反饋調節外，甲狀腺本身還具有適應碘的供應變化，調節自身對碘的攝取以及合成與釋放甲狀腺激素的能力；在缺乏TSH或TSH濃度不變的情況下，這種調節仍能發生，稱為自身調節。它是一個有限度的緩慢的調節系統。血碘濃度增加時，最初T4與T3的合成有所增加，但碘量超過一定限度后，T4與T3的合成在維持一高水平之后，旋即明顯下降，當血碘濃度超過1mmol/L時，甲狀腺攝碘能力開始下降，若血碘濃度達到10mmol/L時，甲狀腺聚碘作用完全消失，即過量的碘可產生抗甲狀腺效應，稱為Wolff-Chaikoff效應。過量的碘抑制碘轉運的機制，尚不十分清楚。如果在持續加大碘量的情況下，則抑制T4與T3合成的現象就會消失，激素的合成再次增加，出現對高碘含量的適應。相反，當血碘含量不足時，甲狀腺將出現碘轉運機制增強，并加強甲狀腺激素的合成。