يُعد هرمون الثيروكسين (T4) جزءًا من حلقة تنظيم الغدة الدرقية من الناحية الفسيولوجية، وله تأثيرات على عملية الأيض العامة. يُفرز الثيروكسين (T4) في الدورة الدموية بحرية، ويرتبط معظمه (99%) ببروتينات البلازما، وهو ما يُعرف بالحالة المرتبطة. كما توجد كمية ضئيلة من T4 غير المرتبطة ببروتينات البلازما، وتُعرف بالحالة الحرة (FT4). يُشير مصطلح الثيروكسين الحر (FT4) إلى الثيروكسين في حالته الحرة في مصل الدم. يُمكن للثيروكسين الحر (FT4) أن يعكس وظيفة الغدة الدرقية بدقة نسبية في حال حدوث تغيرات في قوة ارتباط وتركيز بروتين ربط الثيروكسين في البلازما، ولذلك يُعد قياس الثيروكسين الحر عاملًا مهمًا في التشخيص السريري الروتيني. في حالة الاشتباه باضطرابات الغدة الدرقية، يُجرى قياس FT4 بالتزامن مع قياس TSH. كما يُستخدم قياس FT4 لمراقبة العلاج المُثبط للثيروكسين. يتميز قياس FT4 بأنه مستقل عن التغيرات في تركيز وخصائص ارتباط بروتين الربط.