La tireoglobulina (TG) è una glicoproteina dimerica specifica della ghiandola tiroidea che appartiene alla famiglia delle carbossilesterasi/lipasi di tipo-B. La tireoglobulina è un precursore degli ormoni tiroidei T4 e T3 ed è presente nelle cellule follicolari della tiroide. Variazioni nella TG sono associate alla predisposizione alla malattia autoimmune della tiroide di tipo 3. La sintesi difettosa o alterata di TG si traduce solitamente in ipotiroidismo gozzoide congenito, assenza virtuale di TG nel tessuto tiroideo e presenza di un'elevata concentrazione di iodoalbumina. Il risultato finale di queste anomalie è una riduzione del tasso di sintesi di T3 e T4.

Quasi tutti i carcinomi follicolari della tiroide si colorano per la tireoglobulina e talvolta producono un pattern di colorazione focale. Al contrario, i carcinomi scarsamente differenziati e gli adenocarcinomi non tiroidei non si colorano per la tireoglobulina, pertanto l'anticorpo anti-tireoglobulina è un utile strumento diagnostico per riconoscere i carcinomi papillari e follicolari della tiroide. Un pannello di Anti-Tiroglobulina e Anti-Calcitonina è utile per identificare i carcinomi midollari della tiroide, mentre un pannello di Anti-Tiroglobulina e Anti-TTF1 è utile per distinguere tra neoplasie primarie della tiroide e del polmone.