As artérias tireoideas superior e inferior são ramos diretos da artéria carótida externa e subclávia, respectivamente.

A glândula é drenada por três pares de sistema venoso: superior, média e inferior. A veia tireoidea média é encontrada em mais da metade das pessoas.

A tireoide apresenta um pobre sistema de drenagem linfática, justificando portanto a baixa incidência de metástases linfonodais. 

Do lado esquerdo o nervo laríngeo recorrente separa-se do vago quando cruza com a artéria subclávia. Do lado direito esta separação se dá quando o nervo atravessa a artéria aorta.

O nervo laríngeo superior separa-se do nervo vago no pólo superior da tireoide e possui apenas função motora.