La triyodotironina (3,5,3′-L-triyodotironina, T3) es una hormona que se genera a partir de la síntesis directa de la tiroides y la secreción (aproximadamente el 20%) y a partir de la conversión periférica de T4 a T3 (aproximadamente 80%). La T3 se segrega en la circulación como respuesta a la hormona pituitaria TSH (hormona estimulante de la tiroides). La secreción de T3 se regula mediante un mecanismo de retroalimentación negativa en el que intervienen la glándula tiroides, la glándula pituitaria y el hipotálamo. Aunque los niveles de suero de la T3 son bajos, tiene una mayor potencia fisiológica que la T4. En la circulación, 99,7% de T3 se enlaza de forma reversible a las proteínas transportadoras, principalmente globulina fijadora de tiroxina (TBG) y, en menor medida, a albúmina y a prealbúmina fijadora de tiroxina (TBPA). La T3 no enlazada o libre es metabólicamente activa, mientras que la T3 enlazada es metabólicamente inactiva, actuando como reserva de T3 libre. Las concentraciones de TBG permanecen relativamente constantes en los individuos sanos. Sin embargo, se sabe que el embarazo, el exceso de estrógenos, los andrógenos, los esteroides anabólicos y los glucocorticoides alteran los niveles de TBG y pueden causar valores de tiroides falsos para las pruebas de la función tiroidea. En estas situaciones, los niveles de T3 pueden no reflejar el estado de la tiroides de forma precisa. La disfunción primaria de la glándula tiroides puede resultar en una liberación de T3 o T4 excesiva (hiper) o por debajo de lo normal (hipo). Además, dado que la función tiroidea está directamente afectada por la TSH, la disfunción de la pituitaria o el hipotálamo influye en la actividad de la glándula tiroides. Las enfermedades presentes en cualquier parte del sistema formado por la tiroides, la pituitaria y el hipotálamo pueden influir en los niveles de T3 y T4 en la sangre.
A nivel diagnóstico, la concentración de T3 es más sensible a ciertas condiciones de la tiroides que la T4. Mientras que los niveles de T4 son un indicador sensible (y superior) del hipotiroidismo, los niveles de T3 en la sangre definen mejor el hipertiroidismo. Puesto que la concentración de T3 en el suero cambia más rápido y de una forma más acusada que con la T4, el nivel de T3 también es un excelente indicador de la capacidad de la tiroides para responder tanto a las pruebas con estimuladores como con supresores. En condiciones de fuerte estimulación de la tiroides, el nivel de T3 ofrece también una buena estimación de la reserva tiroidea