Corresponde a menos del 0.05 % de la tiroxina total y es la única porción de esta hormona que es biológicamente activa. Es de ayuda en el diagnóstico de hipo o hipertiroidismo cuando los niveles de globulina fijadora de tiroxina (TBG) se encuentran anormales. Evalua función tiroidea independientemente del estado de fijación a proteínas.