甲状腺作为人体最大的内分泌腺体，分泌的主要活性物质有四碘甲状腺原氨酸（T₄）和三碘甲状腺原氨酸（T₃），它们对于蛋白质合成、体温调节、能量产生和调节有着极为重要的作用。血清中的T₃大多数是外周组织脱碘转化而来，少部分T₃是由甲状腺直接分泌后释放到血液中。血清中的T₃大多数与结合蛋白结合，其中约90%与甲状腺素结合球蛋白（TBG）结合，其余与白蛋白结合，与甲状腺素结合前白蛋白（TBPA）结合的量极少。血清中T₃的含量是T₄含量的1/80～1/50，但T₃的生物活性是是T₄的5～10倍。T₃在判断人体生理状况上扮演重要角色，所以检测血清中 T₃含量有重要意义。

三碘甲状腺原氨酸的测定是诊断甲状腺功能亢进症的敏感指标之一。甲亢时升高，也是甲状腺功能亢进复发的前兆，此外妊娠和急性肝炎期也会升高。甲状腺功能减退、单纯性甲状腺肿、急慢性肾炎、慢性肝炎、肝硬化时减低。血清T₃浓度反映出甲状腺对周边组织的功能甚于反映甲状腺分泌状态。T₃测定可用于T₃-甲亢的诊断，早期甲亢的查明和假性甲状腺毒症的诊断。血清总T₃量一般与T₄量的变化一致，是诊断甲状腺功能的灵敏指标，尤其对早期诊断有重要意义，它是T₃型甲亢的特异诊断指标，但对甲状腺功能诊断价值不大，对采用抗甲状腺药物治疗的患者，宜与总甲状腺素（TT₄）联合测定，必要时需同时测定促甲状腺素（TSH），方能有助于甲状腺功能状态的判断。

血清三碘甲状腺原氨酸含量正常参考值：1.3～3.1nmol/L。