三碘甲状腺原氨酸小部分由甲状腺产生，大部分由甲状腺素在外周组织转换而来。大多数与结合蛋白结合，其中约90%与甲状腺素结合球蛋白结合，其余与白蛋白结合，有极少量与甲状腺素结合前白蛋白结合。游离三碘甲状腺原氨酸约占三碘甲状腺原氨酸的0.3%，能透过细胞膜进入组织细胞，发挥生理效应。三碘甲状腺原氨酸增高可见于甲状腺功能亢进、缺碘性甲状腺肿、高甲状腺结合球蛋白血症。减低见于甲状腺功能减退、低甲状腺素结合球蛋白血症。