Là một phần của vòng điều hòa tuyến giáp theo quan điểm sinh lý, thyroxine (T4) có tác động đến quá trình chuyển hóa chung. Thyroxine (T4) được giải phóng vào tuần hoàn máu một cách tự do, phần lớn (99%) liên kết với protein trong huyết tương, được gọi là trạng thái liên kết. Ngoài ra còn 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 thay đổi 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, FT4 sẽ được xét nghiệm với TSH. Xét nghiệm FT4 cũng được áp dụng để theo dõi liệu pháp ức chế thyroxine. Xét nghiệm FT4 có điểm mạnh là không phụ thuộc vào những thay đổi về nồng độ và tính chất liên kết của protein liên kết.