تیروکسین (T4) یکی از دو هورمون اصلی تولید شده توسط غده تیروئید است. هورمون اصلی دیگر T3 است و هر دوی این هورمون‌ها با هم به کنترل تولید انرژی در بدن کمک می‌کنند. تقریباً تمامی T4 و T3 یافت شده در خون به پروتئین متصل است.

این آزمایش به اندازه‌گیری میزان T4 در خون می‌پردازد.

عمده‌ترین میزان هورمون تولید شده به وسیله غده تیروئید T4 است. این هورمون نسبتاً غیرفعال است، اما به مقدار بیشتری به فرم T3 در کبد و دیگر بافت‌ها تبدیل می‌شود.

میزان T4 به منظور ثابت نگه داشتن میزان هورمون‌های تیروئیدی در خون توسط Feedback system تنظیم می‌شود.
زمانی که میزان این هورمون در خون کاهش یابد، غده هیپوفیز در جواب تحریک TRH، TSH تولید می‌کند.
TSH نیز به نوبه خود تیروئید را با اتصال به گیرنده TSH برای تولید و آزادسازی T4 و T3 تحریک می‌کند.

زمانی که میزان هورمون تیروئید در خون افزایش یابد، غده تیروئید میزان تولید TSH را کاهش می‌دهد، در نتیجه میزان تولید T3 و T4 نیز کاهش می‌یابد.
زمانی که هیپوتالاموس، هیپوفیز و تیروئید عملکرد طبیعی داشته باشند، تولیدات تیروئید به نحوی تنظیم می‌شود که سطح هورمون‌های تیروئیدی در خون ثابت بماند.

زمانی که به دلیل اختلالات غده تیروئید، میزان کافی T3 و T4 تولید نشود، فرد علائم هیپوتیروئیدیسم (کم‌کاری تیروئید) نظیر افزایش وزن، خشکی پوست، عدم تحمل سرما، قاعدگی نامنظم و خستگی مزمن را تجربه می‌کند.
تیروئیدیت هاشیماتو یکی از متداول‌ترین علل کم‌کاری تیروئید در آمریکا است.

چنانچه غده تیروئید میزان بیش از حد T4 و T3 تولید کند، فرد علائمی مرتبط با هایپرتیروئیدیسم نظیر افزایش ضربان قلب، اضطراب، کاهش وزن، مشکلات خواب، لرزش دست و در برخی موارد چشم‌های برآمده را بروز می‌دهد.
بیماری گریوز عمده‌ترین علت هایپر تیروئیدیسم (پرکاری تیروئید) است.

هر دو نوع تیروئید پرکار و کم‌کار در صورت عدم درمان مناسب می‌توانند به تیروئیدیت و بدخیمی‌های تیروئید منجر شوند.