Stanovení hladiny thyroxinu využíváme k diagnostice onemocnění štítné žlázy. Tyroxin se v organismu distribuuje vázaný na proteiny – prealbumin a albumin.

Hypoalbuminémie a hyperalbuminémie ovlivňují naměřenou hodnotu T4. Některé léky (salicyláty, barbituráty, penicilin…) mohou zabránit vazbě hormonu na proteiny a tím negativně ovlivnit interpretaci laboratorních výsledků. Z tohoto důvodu stanovovat koncentraci tyroxinu za účelem diagnostiky onemocněné štítné žlázy není vhodné u pacientů s narušeným metabolismem proteinů.