Thyroglobuline (TG) is een dimere glycoproteïne die specifiek is voor de schildklier en behoort tot de carboxylesterase/lipase familie type-B. Thyroglobuline is een voorloper van de schildklierhormonen T4 en T3 en is aanwezig in de schildklierfolliculaire cellen. Variaties in TG worden in verband gebracht met vatbaarheid voor auto-immune schildklierziekte type 3. Defecte of verminderde TG-synthese leidt meestal tot congenitale goitrous hypothyreoïdie, nagenoeg afwezigheid van TG in het schildklierweefsel en de aanwezigheid van een verhoogde concentratie van iodoalbumine. Het uiteindelijke resultaat van deze afwijkingen is een verminderde T3- en T4-synthese.

Bijna alle schildklierfolliculaire carcinomen kleuren voor thyroglobuline en vertonen soms een focaal vlekkenpatroon. Omgekeerd zijn slecht gedifferentieerde carcinomen en niet-thyroïde adenocarcinomen niet gekleurd voor thyroglobuline, daarom is Thyroglobuline-antilichaam een nuttig diagnostisch hulpmiddel voor het herkennen van papillaire en folliculaire schildkliercarcinomen. Een panel van Anti-Thyroglobuline en Anti-Calcitonine is nuttig voor het identificeren van medullaire schildkliercarcinomen, terwijl een panel van Anti-Thyroglobuline en Anti-TTF1 nuttig is voor het onderscheiden van primaire schildklier- en longneoplasma's.