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 tự do vào máu, phần lớn (99%) liên kết với protein trong huyết tương, 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) dùng để chỉ thyroxine 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 gắn với 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 xét nghiệm TSH. Xét nghiệm FT4 cũng có thể áp dụng để theo dõi liệu pháp ức chế thyroxine. Xét nghiệm FT4 có ưu điểm là không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ và tính chất liên kết của protein liên kết.