Từ góc độ sinh lý, thyroxine (T4) là một phần của chu trình điều hòa tuyến giáp và có tác động đến quá trình trao đổi chất chung. Thyroxine (T4) được giải phóng tự do vào tuần hoàn máu, phần lớn (99%) liên kết với protein trong huyết tương, được gọi là trạng thái liên kết. Cũng có một lượng nhỏ T4 không liên kết với protein trong huyết tương, được gọi là trạng thái tự do (FT4). Thyroxine tự do (FT4) đề cập đến thyroxine ở trạng thái tự do trong huyết thanh. Thyroxine tự do (FT4) cũng có thể phản ánh chức năng tuyến giáp một cách tương đối chính xác trong trường hợp có sự thay đổi về lực liên kết và nồng độ protein liên kết thyroxine trong huyết tương, do đó xét nghiệm thyroxine tự do cũng là một yếu tố quan trọng trong chẩn đoán lâm sàng thường quy. Trong trường hợp nghi ngờ rối loạn tuyến giáp, cần xét nghiệm FT4 cùng với TSH. Xét nghiệm FT4 cũng được áp dụng để theo dõi liệu pháp ức chế thyroxine. Ưu điểm của xét nghiệm FT4 là không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi về nồng độ và đặc tính liên kết của protein liên kết.