A Tiroxina (T4, 3, 5,3’, 5’-tetraiodotironina; MW777) é o hormônio primário ativo sintetizado dentro das células foliculares da glândula tireóide. A via de síntese do T4 envolve uma série de etapas: (i) passagem do iodado pelas células foliculares, (ii) iodação dos resíduos de tirosina no substrato da tireoglobulina liderando a formação das 3-monoiodotirosina e 3,5-diiodotirosina (MIT e DIT), e (iii) acoplamento da MIT e DIT para formar T4 ou T3. A produção de T4 é aproximadamente 3 vezes maior que a de T3.

No plasma, ~70% do T4 esta ligada à globulina ligadora de tiroxina (TBG), 15-25% a transtiretina, 5-15% a albumina e uma pequena porcentagem esta ligada aos eritrócitos. Menos de 0,1% do T4 total esta circulante na forma livre. O T4 se liga a células receptoras específicas e possue efeitos celulares e somáticos diversos. O T4 é catabolisado por diversos processos, incluindo desiodação, transaminação seguida pela conjugação e descarboxilação oxidativa. Dosagens de níveis séricos de T4 total são um padrão e um teste bem avaliado para função da glândula tireóidiana.