三碘甲状腺激素是甲状腺分泌的甲状腺激素之一，甲状腺滤泡细胞分泌三碘甲状腺激素和四碘甲状腺激素两种甲状腺激素。
三碘甲状腺原氨酸从甲状腺分泌进入血液后，99%以上与血清中的细胞因子结合球蛋白(TBG)结合。未与TBG结合的称为游离三碘甲状腺原氨酸，简称FT3。血液循环中FT3含量较低，但生物活性明显高于游离四碘细胞因子(FT4)。FT3是诊断甲亢的敏感指标，甲亢时FT3升高早于FT4。
血清三碘甲硫氨酸表示甲状腺激素的含义。
甲状腺激素中含有总T3，即三碘甲硫氨酸。总T4、甲状腺激素、游离T3、游离三碘甲状腺原氨酸、游离T4。甲状腺激素是维持人体代谢的兴奋性激素，甲状腺激素的合成是碘在甲状腺上皮细胞内，经碘化酪氨酸合成单碘酪氨酸、二碘酪氨酸、三碘酪氨酸和甲状腺激素。在体内真正发挥甲状腺激素作用的是游离甲状腺激素，包括游离T3、游离T4。当这两种激素枯竭时，蛋白质结合的血清三碘甲腺激素和甲状腺激素开始向游离状态变化起作用。甲状腺肌钙蛋白酸过高或过低均为病理状态。
游离三碘甲状腺原氨酸是由甲状腺分泌，能与甲状腺分泌的四碘甲状腺原氨酸，共同促进蛋白质的合成、促进能量的产生、促进身体的基础代谢、调节体温的一种活性物质。游离三碘甲状腺原氨酸可直接通过甲状腺分泌释放到血液中，并与血红蛋白相结合产生生物反应，人体中的游离三碘甲状腺原氨酸能够准确的反应甲状腺的功能，对于甲亢、甲减等疾病的诊断具有重要指导意义。游离T3在临床上可以反映甲状腺的功能状态，特别是在甲亢的时候有非常重要的意义，能对甲亢状态起诊断作用。对甲状腺功能状态的敏感性和特异性都有比较高，在甲亢跟甲减治疗后期，同样是非常重要的监测指标。
总三碘甲状腺原氨酸高可以见于甲状腺炎早期，也可以见于甲亢。如果是轻度升高，伴有甲状腺肿痛，多和甲状腺炎有关。甲状腺炎的时候，就会出现血液中的总三碘甲状腺原氨酸偏高，可以自己恢复。
三碘甲状腺原氨酸是由甲状腺分泌的，对于蛋白质合成、体温调节、能量产生和调节有着极为重要的作用，三碘甲状腺原氨酸的测定是诊断甲状腺功能亢进症的敏感指标之一，甲亢时升高，也是甲状腺功能亢进复发的前兆。妊娠和急性肝炎期也会升高。
甲状腺功能减退症，三碘甲状腺原氨酸也就是实验室检查结果中的T3，这种物质主要从甲状腺中释放出来，如果含量偏低，则表示甲状腺本身分泌激素能量不足，容易出现甲状腺功能减退症。除此之外也应该结合TSH、T4进行综合性诊查判断。