T3浓度低于参考区间是非甲状腺疾病的标志，此时T3在甲状腺疾病的诊断意义不大，但某些临床情况下T3仍具有参考价值，如低TSH和伴随全身或器官特异性疾病的患者。脱碘酶1和2负责将T4转化为T3，这些酶的活性可在合并疾病的患者中改变，导致T3浓度低。T4置换患者脱碘酶1、2、3活性的偶尔改变也可导致循环T3水平降低。此外，循环T3可通过脱碘酶3（可代谢T3和T4）的活性的增加而减少。
大部分T3（约80%）由两种5＇脱碘酶在甲状腺外组织产生，主要是结合型T3（99.7%）。理论上直接测量fT3比TT3更能反映甲状腺功能。然而，血液循环中T3浓度低于T4，且与血清中载体蛋白的结合亲和力弱于T4。fT3检测更容易受到循环中游离脂肪酸和药物的干扰，fT3免疫测定的精确性和可重复性低于fT4。因此，出于对fT3免疫测定可靠性的担忧，许多实验室更倾向于采用TT3检测。
T3检测要点：
总三碘甲状腺原氨酸（T3）检测优于游离T3检测。
总T3检测可能有助于评估TSH抑制的患者。
总T3检测对疑似甲状腺功能减退的患者评价没有帮助。
总T3检测有助于：
采用T4和T3联合治疗甲状腺功能减退患者的管理；
监测甲状腺癌患者的T4抑制剂量；
疑有T4 - T3转化缺陷的甲状腺功能减退患者T4治疗评价。
因为T3/T4比值改变有助于识别病情可能缓解的患，可用于Graves患者的管理。