Tuyến ức là cơ quan trung ương của quá trình tạo lympho bào và miễn dịch. Tuyến ức cần thiết cho sự phát triển và biệt hoá của lympho bào T. Các tiền lympho T từ tủy tạo huyết theo dòng máu đến tuyến ức ở vùng vỏ và sinh sản tích cực để tạo ra một loạt các tế bào lympho nhỏ tập trung ở lớp sâu của vùng vỏ, ở đó xảy ra sự biệt hóa không phụ thuộc vào kháng nguyên, vì vậy chưa có khả năng tham gia vào phản ứng miễn dịch. Phần lớn (70%) các tế bào lympho nhỏ được sinh ra sẽ chết sau vài ngày và bị các đại thực bào tiêu hủy. Số tế bào lympho nhỏ còn lại vào vùng tủy tuyến ức và lưu lại đây khoảng 2-3 tuần. Sau đó các tiền lympho sẽ xuyên qua thành các tĩnh mạch vào tuần hoàn máu để sau đó vào vùng tủy hoặc sau khi rời tuyến ức, tiếp xúc với kháng nguyên, chúng biến thành các loại lympho T khác nhau: T killer/cytotoxic (T gây độc tế bào), T helper (T trợ giúp), T suppressor (T ức chế) đảm nhận các chức năng miễn dịch tế bào và hỗ trợ trong đáp ứng miễn dịch thể dịch. Các tế bào lympho T tiếp tục di chuyển vào lách, hạch bạch huyết và các nang lympho, tạo thành vùng phụ thuộc tuyến ức. Lympho bào T luôn di chuyển theo dòng máu qua lại giữa tuyến ức và các cơ quan tạo huyết ngoại vi. Các tế bào này có thể trở lại tuyến ức nhưng không bao giờ vào vùng vỏ của tuyến ức.

Tế bào lưới biểu mô tuyến ức có khả năng tổng hợp và chế tiết một số peptid được coi là những hormon của tuyến ức, trong đó có thymulin. Thymulin chịu trách nhiệm đối với sự biệt hoá và tăng sinh các dòng của lympho bào T.

Sau tuổi dậy thì, tuyến ức bắt đầu thoái hoá sinh lý. Quá trình này biểu hiện ở sự giảm sản xuất lympho bào, vùng vỏ tuyến ức mỏng dần, một số vùng trong nhu mô bị thay thế bởi mô mỡ.