甲状腺素主要用于各种原因引起的甲状腺激素缺乏，防治黏液性水肿、克汀病及其他甲状腺功能减退症（如基础代谢率过低的肥胖病及习惯性流产等），有时也用于粉刺、肢端动脉痉挛（雷诺病）和便秘的治疗。由于本品能抑制垂体促甲状腺素的释放，从而可用于治疗甲状腺癌，对乳腺癌、卵巢癌也有一定的疗效。