胸腺是T细胞分化、发育、成熟的场所，具有免疫调节、内分泌腺体等作用。
1、T细胞分化、发育、成熟的场所
胸腺是T细胞发育的主要场所，从骨髓迁入到胸腺的T细胞前体（胸腺细胞）循被膜下→皮质→髓质移行，在胸腺微环境中，经过阳性选择和阴性选择过程，约90%以上的胸腺细胞凋亡，少部分胸腺细胞获得MHC限制性和自身免疫耐受，发育成熟为初始T细胞，离开胸腺经血循环至外周免疫器官。
2、免疫调节作用
胸腺基质细胞所产生的多种细胞因子和胸腺肽类分子，不仅能调控胸腺细胞的分化、发育，而且对外周免疫器官和免疫细胞也有调节作用。
3、内分泌腺体作用
胸腺主要由淋巴细胞和上皮网状细胞构成，也是一个淋巴器官，其中上皮网状细胞能分泌胸腺素，具有内分泌腺体的功能。
而胸腺素能刺激淋巴组织生长，促使其长成具有免疫功能的T细胞，还能抑制神经末梢合成一种使传出神经兴奋的物质，从而抑制运动神经的兴奋。