游离三碘甲状原氨酸是游离T3。游离T4与游离T3是血液中正常发挥甲状腺激素的正常激素。但是游离T3作用的强度是游离T4的3~5倍。尽管游离T4的浓度比游离T3要高很多，但是机体真正发挥作用的游离T3强度要大得多。

体内甲状腺激素在血液中存在的形式是总T3、总T4、游离T3、游离T4。总T3和总T4是游离T3、游离T4与蛋白质结合的产物，是没有活性的。体内主要发挥作用的是游离T3、游离T4。

当游离T3、游离T4逐渐消耗殆尽时，总T3和总T4就开始向游离T3、游离T4转化。体内20%的游离T3是由甲状腺组织合成分泌的，80%的游离T3是由游离T4转变成游离T3的。