分化型甲状腺癌的病人（主要是乳头状甲状腺癌和滤泡状甲状腺）的病人的癌细胞有一定的正常甲状腺细胞的功能，比如产生甲状腺激素等。甲状腺癌病人术后要求服用足够量的甲状腺素片，就是抑制甲状腺细胞合成激素的功能，避免肿瘤的复发。
甲状腺球蛋白（TG）由甲状腺滤泡上皮分泌后，储存在甲状腺滤泡腔（甲状腺激素合成的场地）。在正常情况下有很少量的甲状腺球蛋白释放入血（<40微克/升）。甲状腺全切除的病人的甲状腺球蛋白常常低于5微克/升。当分化型甲状腺癌出现转移或者有残余病灶时，甲状腺细胞产生的Tg就会分泌到血液里，这样Tg常被用来监测甲状腺分化癌手术后肿瘤复发的指标。
测定Tg的绝对值对甲状腺癌的复发或治疗效果的跟踪没有太大的意义，而手术前后、碘131治疗前后，Tg的变化则具有较高的价值。成功的甲状腺全切除或碘131治疗，可以使病人术Tg降到几乎测不到的水平。在随访中如果血清Tg水平再次升高，则提示有残余灶或转移灶的发生。通过Tg的测定，可以减少随访过程中不必要的碘131全身扫描。