Вены щитовидной железы собирают кровь и выходят наружу преимущественно по передним и боковым поверхностям органа (на задней поверхности вен почти нет). Все вены щитовидной железы, так же как и артерии, анастомозируют между собой и через сеть венул и соответствующих вен впадают в яремную и безымянные вены. Характерной особенностью вен щитовидной железы является отсутствие у них клапанов. Диаметр их больше диаметра соответствующих артерий (Е. С. Драчинская, И. С. Брейдо, 1963).
Щитовидная железа весьма обильно иннервируется веточками от верхнего, среднего и нижнего узлов шейного симпатического ствола, а также от верхнего гортанного (п. laryngeus superior), возвратного (п. reccurens) и сердечных ветвей блуждающего нерва (В. И. Акимов, 1949; Е.И.Тараканов, 1960).
По данным М. Данелянца (1957), железа получает веточки также и от языкоглоточного и подъязычного нервов. Нервные веточки образуют сплетения вокруг каждого фолликула, проникают в каждую клетку, заканчиваясь в цитоплазме в виде пуговок и пластинок, а у ядра — кисточек (Е. И. Тараканов, 1955). Импульсы, поступающие по симпатическим волокнам, оказывают на щитовидную железу стимулирующее действие, возбуждая функциональную активность. Парасимпатические волокна входят в железу от блуждающего нерва. Импульсы последнего ослабляют функциональную активность щитовидной железы.