La thyroglobuline (TG) est une glycoprotéine dimère spécifique de la glande thyroïde et appartenant à la famille des carboxylestérases / lipases de type B. La thyroglobuline est un précurseur des hormones thyroïdiennes T4 et T3 et est présente dans les cellules folliculaires thyroïdiennes. Les variations de TG sont associées à une susceptibilité à une maladie thyroïdienne auto-immune de type 3. Une synthèse défectueuse ou altérée entraîne habituellement une hypothyroïdie goitreuse congénitale, une quasi-absence de TG dans le tissu thyroïdien et la présence d'une concentration élevée d'iodoalbumine. Le résultat final de ces anomalies est une diminution du taux de synthèse de T3 et de T4.

Presque tous les carcinomes folliculaires thyroïdiens se colorent pour la thyroglobuline et produisent parfois un schéma de coloration focale. Inversement, les carcinomes peu différenciés et les adénocarcinomes non thyroïdiens ne présentent pas de coloration pour la thyroglobuline. Les anticorps anti-Thyroglobuline sont donc un outil de diagnostic utile pour la reconnaissance des carcinomes thyroïdiens papillaires et folliculaires. Un panel d'anticorps Anti-Thyroglobuline et d'Anti-Calcitonine est utile pour identifier les carcinomes médullaires de la thyroïde, tandis qu'un panel d'anticorps Anti-Thyroglobuline et d'Anti-TTF1 est utile pour distinguer les tumeurs primitives de la thyroïde et du poumon.