به عنوان بخشی از حلقه تنظیم غده تیروئید از دیدگاه فیزیولوژیکی ، تیروکسین (T4) تأثیراتی بر متابولیسم عمومی دارد. تیروکسین (T4) آزادانه به گردش خون آزاد می شود ، بیشتر آن (99 ٪) با پروتئین در پلاسما پیوند می یابد ، که به آن حالت محدود گفته می شود. همچنین مقدار T4 بدون محدودیت T4 با پروتئین در پلاسما وجود دارد که به آن حالت آزاد (FT4) گفته می شود. تیروکسین رایگان (FT4) به تیروکسین حالت رایگان در سرم اشاره دارد. تیروکسین آزاد (FT4) همچنین می تواند عملکرد تیروئید را به صورت نسبتاً دقیق در صورت تغییر در نیروی اتصال و غلظت پروتئین اتصال تیروکسین در پلاسما منعکس کند ، از این رو روش تیروکسین آزاد نیز عامل مهمی در تشخیص معمول بالینی است. در صورت مشکوک به اختلالات تیروئید ، FT4 باید با TSH مورد سنجش قرار گیرد. سنجش FT4 همچنین برای نظارت بر درمان سرکوبگر تیروکسین کاربرد دارد. روش FT4 قدرت مستقل از تغییر در غلظت و خصوصیات اتصال پروتئین اتصال دارد.