TPO ist ein potentielles Autoantigen. Bei vielen auf Autoimmunität beruhenden Thyreoditiden werden erhöhte Serumtiter von Antikörpern gegen TPO gefunden. Das Enzym hat in Synergie mit Thyreoglobulin (Tg) eine essentielle Funktion bei der Jodierung von L‑Tyrosin sowie der chemischen Kopplung der daraus resultierenden Mono‑ und Dijodtyrosine zu den Schilddrüsenhormonen T4, T3 und rT3.

Hohe Anti‑TPO-Titer werden in bis zu 90 % der Patienten mit einer chronischen Hashimoto Thyreoiditis gefunden. Beim Morbus Basedow zeigen 70 % der Patienten eine entsprechende Titererhöhung. Obwohl die Sensitivität des Verfahrens durch gleichzeitige Bestimmung weiterer Schilddrüsenantikörper (Anti‑TG, TSH‑Rezeptor-Antikörper‑TRAK) erhöht werden kann, schließt ein negativer Befund eine Autoimmunerkrankung keineswegs aus. Die Höhe der Antikörper-Titer korreliert nicht mit der klinischen Aktivität der Erkrankung. Initial erhöhte Titer können bei länger bestehender Erkrankung bzw. bei Eintreten einer Remission negativ werden. Treten Antikörper nach einer Remission wieder auf, ist die Wahrscheinlichkeit eines Rückfalls gegeben.