血清中T3和T4主要以与蛋白结合的形式存在，其中80%~90%与甲状腺激素结合球蛋白（TBG）结合，血清总甲状腺素TT3和TT4测定的是这部分结合与蛋白的激素。甲状腺功能亢进（甲亢）时血清TT3、TT4往往都增高，尤其TT3增高更为明显。有的病人只有血清TT3增高，血清TT4还在正常范围，这种病人的甲亢病情比较轻。极少数病人血清TT4增高，而TT3增高不明显。在甲状腺功能减退（甲减）时血清TT3、TT4往往都降低，尤其TT4降低更为明显。病情较轻的甲减病人，血清TT4降低，而血清TT3可在正常范围。总甲状腺激素水平能够良好反映甲状腺的功能状态，但受TBG的量和蛋白与激素结合力的变化的影响。