血清甲状腺素（T₃、T₄）测定的意义如下：甲状腺功能亢进者，血清总T₃、T₄浓度明显升高，均值较正常值高2～3倍，诊断符合率可高达95%，对早期及治愈后复发的甲状腺功能亢进症也是较灵敏的诊断指标。此外，T₃、T₄还可用于甲状腺功能亢进症治疗期间判断其功能状态，观察疗效及调整用药量等。甲状腺功能减退者，血清T₃、T₄浓度大多低于正常值的下限，少数与正常有交叉，对指导甲状腺功能减退病人替代疗法的调节用药量很有价值。T₃、T₄与促甲状腺激素（TSH）检测联合应用诊断新生儿甲状腺功能减退症是国内外优生学的主要手段。