Знижений рівень вільного тироксину може бути симптомом при первинному гіпотиреозі, ендемічному зобі, тиреоїдиті Хашимото, тиреотропіномі та йододефіциті. Також його може спричинити виснаження, запалення гіпофіза або гіпоталамуса, отруєння свинцем.
Найбільш поширеною причиною порушення балансу тиреоїдних гормонів є аутоімунне ураження залози. Це може бути Базедова хвороба (викликає гіпертиреоз із підвищеним показником вільного Т4) або тиреодит Хасімото (викликає гіпотиреоз – вільний Т4 знижений).
Прийом анаболічних стероїдів, фенітоїну, карбамазепіну, тиреостатиків, клофібрату, препаратів літію, метадону, октреотиду здатний знижувати рівень тироксину.
Кількість гормону в 1 л сироватки крові (пмоль/л) Норма гормону Т4 вільного: 10,0 – 25,0 пмоль/л.