بیشترین هورمون تولید شده توسط غده تیروئید، تیروکسین است. این هورمون از آنجا که شامل ۴ اتم ید است، T4 نیز نامیده می‌شود. برای آنکه T4 بتواند اثر خود را بر سلول‌ها بگذارد با حذف یک اتم ید باید به T3 تبدیل بشود. این تبدیل به طور عمده در کبد و در بافت‌های خاصی از بدن از جمله مغز رخ می‌دهد. مقدار T4 تولید غده تیروئید، توسط هورمون دیگری به نام هورمون محرک تیروئید (TSH) کنترل می‌شود. این هورمون از غده هیپوفیز که در قاعده مغز واقع شده است، ترشح می‌شود. مقدار TSH تولیدی توسط هیپوفیز به میزان T4 جریان خون بستگی دارد، میزان T4 خون توسط غده هیپوفیز مدام پایش می‌شود. T4 و T3 توسط پروتئین خاصی در جریان خون حمل می‌شوند، در برخی از شرایط سطح این پروتئین می‌تواند کاهش یا افزایش داشته باشد، بنابراین سطح T4 و T3 در آزمایش تیروئید نیز می‌تواند دستخوش تغییرات شود.