Neben seiner Anwendung bei der Hypothyreose kann man Thyroxin in Ergänzung einer ausreichenden Jodversorgung zur Behandlung eines Kropfes (Struma) einsetzen. Ferner dient die Thyroxingabe zur Suppression des thyreotropen Regelkreises – entweder diagnostisch bei der Suppressionsszintigrafie oder therapeutisch bei resezierten bösartigen Schilddrüsentumoren zur Verhinderung von Rezidiven.