甲状腺生成的T3、T4 运送到血液循环中后，大部分与蛋白质结合，结合部分的T3、T4 没有生物活性，其高低不能反映甲状腺的功能状态，只有很小一部分不与蛋白质结合，呈游离状态，称为游离T3、游离T4。游离T3、游离T4 是循环血中甲状腺激素的活性部分，具有生物活性，与T3、T4 在血液中保持相对恒定，维持其正常的生理功能，因此其高低能较准确地反应甲状腺功能状态，它不受血中甲状腺素结合球蛋白和含碘杂质的影响，近年来已广泛应用于临床，其敏感性和特异性均明显超过总T3 和总T4。游离T4 正常值为9 ～ 25pmol/L；游离T3 为3 ～ 9pmol/L（RIA）。各实验室有差异。
临床上甲亢时游离T4、游离T3 均升高并比总T4、总T3 灵敏。
甲亢早期和复发前兆的甲亢，血清游离T4 正常，而游离T3 可明显升高。
