甲状腺球蛋白(Tg)是由甲状腺滤泡上皮细胞合成和分泌的大分子糖蛋白。它是甲状腺滤泡中胶体的主要成分，是甲状腺激素合成和储存的载体。合成的甲状腺激素以球蛋白的形式储存在滤泡腔内。
Tg的血药浓度主要由三个因素决定:甲状腺的大小、甲状腺损伤的程度(如活检、外伤、出血、放射性损伤和炎症)、激素的影响[如促甲状腺激素(TSH)、人绒毛膜促性腺激素(hCG)、TSH受体抗体(TRAb)]。在稳定状态下，甲状腺的大小是影响血清Tg水平的主要因素。
正常情况下，Tg只在甲状腺腔内循环，不会溢出到血液中。只有当各种原因(如炎症、身体损伤、肿瘤等。)引起甲状腺滤泡壁的损伤，大量的Tg进入血液循环。
甲状腺球蛋白(Tg)是分化型甲状腺癌[DTC，包括乳头状甲状腺癌和滤泡状甲状腺癌]的标志。主要用于DTC的临床观察和复发监测。如果手术或RAI治疗后血液Tg升高，则表明肿瘤复发或转移。如果它下降到检测不到的水平，这表明一个良好的预后。另外，TG的检测只有在TGAb阴性的情况下才有意义，因为TgAb的存在会严重干扰Tg的检测结果，所以临床医生要了解患者体内的TgAb，才能做出准确的判断。
需要注意的是，甲状腺髓样癌的肿瘤组织来源于甲状腺C细胞，而非甲状腺滤泡上皮细胞，因此该类癌症患者的血清Tg水平并不升高甚至降低。