在不同的环境条件、采取不同的检测方法，游离三碘甲状腺原氨酸的正常值范围会有所不同，需根据相应检测方法进行参考。一般采取化学发光法的正常值范围为3.5-6.5pmol/L，放射免疫法多为3.07-9.00pmol/L，电化学发光法多为2.6-7.1pmol/L。
三碘甲状腺原氨酸是由甲状腺合成及分泌的激素，大多数三碘甲状腺原氨酸都以与结合蛋白结合的状态存在于血浆中，只有小部分三碘甲状腺原氨酸是以游离的形态存在于血浆中，是甲状腺激素的活性成分。游离的三碘甲状腺原氨酸可以进入组织细胞，发挥生理作用，从而影响机体的生长发育。
如果游离三碘甲状腺原氨酸升高，常见于甲状腺功能亢进、Graves病、早中期桥本甲状腺炎等疾病，会导致患者出现神经系统过度兴奋、心动过速、基础代谢率增高等表现，可遵医嘱应用抗甲状腺药物治疗，如甲巯咪唑。如果游离三碘甲状腺原氨酸降低，常见于低T3综合征、甲状腺功能减退等疾病，导致人体处于低代谢状态和神经兴奋性下降，可以通过补充甲状腺素来治疗，如左甲状腺素钠片。