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。T₃可由甲状腺直接分泌后释放到血液中，但是大部分T₃是由游离T₄在外周组织脱去一个碘原子而释放入血。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，仅有少量为游离三碘甲状腺原氨酸（FT₃），它们之间处于可逆的平衡状态。只有FT₃才能进入靶细胞，与T₃受体结合，发挥生物效应。

FT₃是甲状腺素生理活性部分。当怀疑甲状腺功能紊乱时，FT₃和FT₄（游离甲状腺素）、TSH（促甲状腺素）一起测定。适用于监测抗甲状腺治疗。三碘甲腺原氨酸（T₃）是血清中的甲状腺激素之一，起调节代谢作用。测定该激素的含量对鉴别诊断甲状腺功能是否正常、亢进或低下有重要意义。绝大多数的T3与其转运蛋白质（TBG、前白蛋白、白蛋白）结合，FT₃是T₃的生理活性形式。FT₃测定的优点是不受其结合蛋白质浓度和结合特性变化的影响。FT₃是诊断甲状腺功能亢进的灵敏指标，早期或发先兆Graves病，FT₃升高早于FT₄，有助于Graves病确诊。自主性甲状腺结节T₃分泌较高，此等病例FT₄可以正常，但常伴有FT₃升高，甲状腺结节患者测定FT₃可有助于甲状腺功能的判断。对甲状腺功能低诊断价值不及FT₄。

血清游离三碘甲状腺原氨酸含量正常参考值：2.8～7.1pmol/L。