血清游离甲状腺素是甲状腺功能体外试验的灵敏指标，即使在生理及病理情况下引起血浆甲状腺结合蛋白结合力和浓度改变时，也能较准备反映甲状腺的功能。结合部分的三碘甲腺原氨酸(T3)、四碘甲腺原氨酸(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，称为血清游离三碘甲腺原氨酸(FT3)、血清游离甲状腺素(FT4)。两者最能直接反映甲状腺功能状态，并且不受血中甲状腺素结合球蛋白浓度及结合力改变的影响。