آزمایش تیروکسین نوعی آزمایش خون است که به تشخیص بیماری‌های تیروئیدی کمک می‌کند. تیروئید غده‌ای کوچک و پروانه‌‌ای شکل است که در جلوی گلو قرار دارد. غده‌ی تیروئید هورمون‌هایی را می‌سازد که نحوه استفاده بدن از انرژی را کنترل می‌کنند. این هورمون‌ها بر وزن، قلب، دمای بدن، قدرت عضلات و حتی خلق‌وخو تأثیر می‌گذارند. در کودکان، هورمون‌های تیروئیدی بر رشد نیز تأثیر دارند.

تیروکسین که به‌صورت T4 نیز شناخته می‌شود، یک نوع هورمون تیروئیدی است. آزمایش T4، سطح هورمون تیروکسین را در خون اندازه‌گیری می‌کند. مقدار زیاد یا خیلی کم از این هورمون در خون می‌تواند نشان‌دهنده‌ی بیماری تیروئیدی باشد.