La tiroglobulina (TG) es una glicoproteína dimérica específica de la glándula tiroides que pertenece a la familia de las carboxilesterasas/lipasas de tipo B. La tiroglobulina es precursora de las hormonas tiroideas T4 y T3 y está presente en las células foliculares tiroideas. Las variaciones en la TG están asociadas con la susceptibilidad a la enfermedad tiroidea autoinmune de tipo 3. La síntesis defectuosa o alterada de TG suele dar lugar a hipotiroidismo goitroso congénito, ausencia virtual de TG en el tejido tiroideo y presencia de una concentración elevada de yodoalbúmina. El resultado final de estas anomalías es una disminución de la tasa de síntesis de T3 y T4.

Casi todos los carcinomas foliculares tiroideos tiñen para tiroglobulina y a veces producen un patrón de tinción focal. Por el contrario, los carcinomas poco diferenciados y los adenocarcinomas no tiroideos no tiñen para tiroglobulina, por lo que el anticuerpo tiroglobulina es una herramienta diagnóstica útil para reconocer los carcinomas papilares y foliculares de tiroides. Un panel de Anti-Tiroglobulina y Anti-Calcitonina es útil para identificar carcinomas medulares de tiroides, mientras que un panel de Anti-Tiroglobulina y Anti-TTF1 es útil para distinguir entre neoplasias primarias de tiroides y pulmón.