La quantità di ormoni tiroidei presenti nel plasma si misura con metodo radioimmunologico o tramite chemiluminescenza: si ha ipertiroidismo se tale quantità è superiore alla norma, ipotiroidismo se è inferiore. La tiroxina è sintetizzabile, e la preparazione farmaceutica è impiegata nella terapia dell'ipotiroidismo e del gozzo semplice. Il gozzo è l'ingrandimento della ghiandola tiroidea, che è causata dalla mancata conversione dello iodio nella forma ionizzata, questo fa sì che la tiroxina non venga legata nonostante le stimolazioni del s.n.c. La secrezione degli ormoni tiroidei è controllata dall'ipotalamo, il quale rilascerà un neurotrasmettitore tripeptidico, il TRH, il quale stimolerà le cellule tireotrope dell'ipofisi anteriore (o adenoipofisi) a rilasciare ormone tireostimolante TSH. Gli ormoni tiroidei circolano legati a proteine di trasporto in misura >99%.