种酶则在合成甲状腺激素的时候，起到将碘化物添加到激素前体甲状腺球蛋白的氨基酸片断上。抑制这种酶则可以达到抑制甚至阻断生成甲状腺激素过程的结果。需要注意的是，丙硫氧嘧啶并不会抑制囊细胞基底外侧膜上的钠依赖性碘转运。要抑制这一过程，需要竞争性抑制剂，如高氯酸盐或者硫氰酸盐。
次要方式.丙硫氧嘧啶也能起到抑制5'-脱碘酶（四碘甲状腺胺酸甲状腺素5'脱碘酶）的作用，该酶将甲状腺激素从失活的T形式转变为T这一活性形式。作为比较，他巴唑尽管有相同的主要作用，但却没有这一种次要作用。Se