血中T3浓度是评估甲状腺功能亢进的**指标。因为甲状腺功能亢进的病例中有5％会出现T3上升而T4正常的情形，称之为“三碘甲状腺毒症”（T3 toxicosis）。许多报告均显示，T3在评估甲状腺亢进方面很少有伪阴性的情形，显然比T4优秀。但在评估甲状腺功能低下方面，T3的表现则比其他所有甲状腺指标都差。体内的T3只有20％是直接由甲状腺制造分泌，80％是在组织中由T4脱去一个碘转换而来，因此T4可说是T3的前趋物。分泌到血中的T3有99.7％和蛋白质结合（主要结合对象为甲状腺结合球蛋白，简称TBG），另外0.3％左右未和蛋白质结合的部分称之为游离型的T3（freeT3），这些极少数游离的free T3具有超强生理活性，能主宰大部分的甲状腺功能。虽然T3的总量只占血清中甲状腺素的5％左右，但它所产生的生理代谢活性远大于T4，主要原因有：
1. T3和TBG之间的结合能力不如T4那么强，因此较容易转换成游离状态。
2. T3的半衰期短，较能反应身体实际状况。
3. T3能达到血流交换速率较慢的组织，作用面积较为宽广。
血中T3浓度可用来评估甲状腺功能及甲状腺治疗的成效，T3的病理性异常与T4类似，常见于甲状腺功能亢进或低下，实验诊断经常出现TSH和T3、T4呈反向变化。例如甲状腺功能亢进时，T3、T4上升，TSH下降。若是因脑部方面的疾病影响TSH正常分泌时，例如脑肿瘤，也会导致甲状腺功能异常，此情形的典型实验室数据为T3、T4和TSH同时升高或下降。
*采用T3来评估甲状腺功能有下列优点：
1. 甲状腺功能发生改变时，T3通常较早反应出来。
2. T3在甲状腺功能改变时，其升降幅度较大，常在其他指标（如T4、free T4等）处于边缘值时，T3能明确区分状态。
4. 甲状腺亢进治疗的患者，T3能快速有效的反应治疗成效。
5. T3虽然也会像T4一样受到TBG浓度的改变而产生变化，但由于T3和TBG的结合能力较弱，受影响的程度不像T4那么大。
T3是甲状腺功能亢进的优良指标，但在甲状腺功能低下方面，属于特异性较差的项目。因为年纪大的人、活动力低的人（如久卧病床）、营养状态不佳的人，血清T3的浓度经常是偏低的。这些情形属于生理反应，而非甲状腺疾病。除非甲状腺功能严重低下，T3出现了极低的数值可明显辨别外，其余生理性低下与病理性低下之间不容易单独以T3来区分。