Thyroxine (T4) merupakan hormon yang hanya disintesis oleh kelenjar tiroid melalui stimulasi thyroid-stimulating hormone (TSH) dari kelenjar pituitari. Sebagian T4 akan dikonversi menjadi T3 (deiodinasi) di dalam jaringan perifer. Free T4 (FT4) merupakan bentuk aktif T4 dalam sirkulasi darah yang tidak berikatan dengan protein karier (thyroxine-binding globulin, prealbumin, albumin).
Pemeriksaan FT4 dilakukan bersama TSH untuk evaluasi hipotiroid (hipotiroid primer, hipotiroid subklinis, hipotiroid sentral). Selain itu, pemeriksaan FT4 juga dilakukan bersama TSH dan T3 total untuk evaluasi fungsi tiroid secara keseluruhan (eutiroid, hipotiroid, hipertiroid). Adapun pemeriksaan FT4 dapat digunakan untuk penentuan dosis terapi levothyroxine pada hipotiroid sentral sekunder.