甲狀腺主要受交感神經、副交感神經、喉返神經、喉上神經等神經支配。
1. 交感神經：甲狀腺的交感神經來自頸部交感神經節，其節後纖維隨頸外動脈分支分布至甲狀腺。交感神經興奮時，可使甲狀腺的血管收縮，血流量減少，從而影響甲狀腺的功能。例如，在人體處於應激狀態時，交感神經興奮，甲狀腺的血液供應會相應調整，以適應身體的整體需求。
2. 副交感神經：副交感神經纖維來自迷走神經，對甲狀腺的作用與交感神經相反。副交感神經興奮時，能使甲狀腺的血管擴張，增加甲狀腺的血流量，促進甲狀腺激素的合成和分泌。在正常生理狀態下，交感神經和副交感神經相互制約、相互協調，共同維持甲狀腺的正常功能。
3. 喉返神經：喉返神經是支配喉部肌肉運動的重要神經，在甲狀腺附近走行，與甲狀腺關係密切。在甲狀腺手術中，喉返神經容易受到損傷。一旦喉返神經受損，可導致聲帶麻痹，引起聲音嘶啞、飲水嗆咳等症狀。
4. 喉上神經：喉上神經分為內支和外支。內支主要負責喉部黏膜的感覺，外支則支配環甲肌。當喉上神經受損時，內支損傷可引起喉部黏膜感覺喪失，外支損傷則會導致環甲肌麻痹，影響聲帶的緊張度，進而影響發聲。
甲狀腺的神經支配複雜且重要，任何影響這些神經功能的因素都可能對甲狀腺及周圍組織的功能產生影響。若出現甲狀腺相關疾病或進行甲狀腺手術時，應充分瞭解甲狀腺的神經解剖結構，盡可能避免神經損傷，以保障甲狀腺及相關器官的正常功能。
