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TRH基因在小鼠、大鼠和人类中的结构是一致的，都由3个外显子和2个内含子构成。外显子序列在不同物种间也是保守的，而内含子序列的保守性就差一点。第一个外显子编码5 ＇ -非翻译区，而前激素元和3 ＇ -非翻译区的编码序列在外显子2和3。启动子迅速连接到外显子1，这一过程得益于距离转录起始位点25个碱基对（bp）的TATA盒的存在。在下丘脑，前TRH mRNA的表达在室旁核及侧面下丘脑区是最高的，在正中线及腹正中下丘脑也有存在 [4] 。在视前区、嗅叶、中脑水管周围灰质区域以及脑干的骨髓神经元也有发现，在脊髓中发现的TRH的大多数来自于此。此外，前TRH mRNA在外周组织也有存在，包括心脏和胰腺。在胰腺，TRH可能有助于葡萄糖稳态。在室旁核以外的大脑区域，前TRH mRNA和它的衍生多肽有多种功能，包括通过激活迷走神经调控胃运动和胃酸分泌。
TRH神经元（促垂体神经元）控制TSH分泌的细胞体位于室旁核。该核有两大组主要的神经元，一个大细胞组位于旁边，表达催产素和抗利尿激素；一个小细胞组位于中间。TRH被发现贯穿室旁核，但是只有位于某一投射到正中隆起的特定组织分部的TRH神经元能够调节促甲状腺细胞功能。促垂体TRH神经元的分布在不同物种之间是不同的，但是在室旁核（Paraventricular Nucleus, PVN）中部和背部却是一致的 [4] 。TRH神经元的促垂体组也是通过其mRNA编码可卡因-苯丙胺-相关的神经肽（CART）的共表达以及调节前TRH mRNA水平的能力来定义的，该部分下面会有讨论。室旁核内不表达CART以及不投射向正中隆起的TRH神经元的作用并不清楚。室旁核的中间小细胞性神经元的一个分开的部分包含促肾上腺皮质激素释放激素，它是下丘脑调节促肾上腺皮质激素（ACTH）分泌的关键因子。促肾上腺皮质激素释放激素在应激时室旁核的其他区域也有存在 [5] 。
细胞特异性TRH基因表达的潜在机制并不清楚。然而，转录因子Simple-Minded（Sim）-1对机体内所有室旁核神经元是必需的，缺乏Sim-1小鼠的下丘脑室旁核和视上核几乎没有发育。相关的转录因子Sim-2在PVN的TRH神经元发育中也是有作用的。好像Sim-1和它的专门搭档，转录因子芳香基碳氢化合物受体核转运蛋白（Arnt）-2在Sim-2以及可能还有另外一转录因子（Brn-2）的上游发挥作用，从而保证这两个下丘脑核团的正确发育。转录因子Orthopedia（Opt）对室旁核的发育也同样很重要；它对于下丘脑的发育在Sim-1之前发挥作用。能引起室旁核内独立的TRH神经元从其他神经肽表达神经元发育而来的因子，我们不得而知，可能仍然有未经确认的细胞特异性因子在这些神经元的发育过程中发挥作用，有可能通过与TRH启动子内的调控因子直接作用，而这些调控因子在下丘脑表达中是必需的。