Là một phần của vòng điều hòa tuyến giáp từ góc độ sinh lý, thyroxine (T4) có tác động đến quá trình trao đổi chất nói chung. Thyroxine (T4) được giải phóng vào lưu thông máu một cách tự do, phần lớn (99%) liên kết với protein trong huyết tương, được gọi là trạng thái ràng buộc. Ngoài ra còn có một lượng T4 không liên kết với protein trong huyết tương, được gọi là trạng thái tự do (FT4). Thyroxine miễn phí (FT4) đề cập đến thyroxine trạng thái miễn phí 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 thông thường. Trong trường hợp nghi ngờ rối loạn tuyến giáp, FT4 sẽ được thử nghiệm bằng TSH. Xét nghiệm FT4 cũng được áp dụng để theo dõi liệu pháp ức chế thyroxine. Xét nghiệm FT4 có sức mạnh độc lập với những thay đổi về nồng độ và tính chất liên kết của protein liên kết.